一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜及其制备方法，所述质子交换膜由有机膦酸与硅氧烷发生开环反应后在SPEEK基体中交联形成聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK溶胶，所得溶胶经陈化、干燥、热处理处理得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜。该质子交换膜能够在不同温度和湿度条件下，依靠不同组分的质子传导单元传导质子，从而保证了膜在中低温以及高温低湿度甚至无水条件下都能发挥良好的质子导电性。并且制备的膜有着良好的力学性能和热化学稳定性，同时有效的降低了甲醇透过率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜及其制备方法
本专利技术属于燃料电池制造
，具体涉及一种聚硅氧烷多膦酸掺杂磺化聚醚醚酮(SPEEK)高低温通用型质子交换膜及其制备方法。
技术介绍
低温下综合性能较好的全氟磺酸质子交换膜，由于其质子传导机理是质子与水分子形成水合质子，水合质子通过亲水性区域进行扩散，从膜的一侧输送到另一侧。这种质子传导机理对液态水的存在有很大的依赖性，在高温(>100℃)下，随着液态水的蒸发，其质子传导率大幅下降。为了获得较高的高温质子传导率，需要研究开发新的质子交换膜材料。非氟质子膜基体材料(聚芳醚酮、聚醚砜、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等)廉价易得，高温下耐热稳定性好，且易从分子设计角度进行改性，容易制得高温下质子电导率较高的交换膜。但是目前对于非氟质子交换膜的研究大多集中于高温低湿条件下的膜的制备及改性研究，燃料电池的冷启动及热机过程对中低温下质子传导率也有一定的要求。因此，在燃料电池的实际应用中，质子交换膜需要在高低温下均具有一定的质子导电率。但目前针对高低温均适用的质子交换膜的研究较少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜由有机膦酸与硅氧烷发生开环反应后在SPEEK基体中交联形成聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK溶胶，所得溶胶经陈化、干燥、热处理处理得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜。

【技术特征摘要】
1.一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜由有机膦酸与硅氧烷发生开环反应后在SPEEK基体中交联形成聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK溶胶，所得溶胶经陈化、干燥、热处理处理得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜。2.根据权利要求1所述的高低温通用型质子交换膜，其特征在于：所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸；所述硅氧烷为2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求1所述的高低温通用型质子交换膜，其特征在于，所述SPEEK的制备方法为：将PEEK粉末加入过量的浓硫酸中，室温下搅拌使其发生磺化反应，反应结束后将反应液倒入冰水混合物中，经后处理得到SPEEK。4.根据权利要求3所述的高低温通用型质子交换膜，其特征在于，所述PEEK粉末分子量为3-4万，所述浓硫酸的浓度大于98％，所述磺化反应时间为168-192h，所述SPEEK的磺化度为58-63％。5.一种制备权利要求1-4任一所述的高低温通用型质子交换膜的制备方法，其特征在于步骤如下：1)制备有机膦酸溶液：将有机膦酸在40-60℃下溶于溶剂中，得到1-2mol/L的有机膦酸溶液；2)制备硅氧烷溶液：将硅氧烷溶于溶剂中，得到0.5-2mol/L的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈春晖，任学超，高山俊，陈继钦，袁园，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42