一种改性纳米线增强的复合质子交换膜及其制备方法技术

一种改性纳米线增强的复合质子交换膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该种复合质子交换膜是以磺化芳香族聚合物为基体，将磺化芳香族聚合物溶于有机溶剂，将改性纳米线加入到磺化芳香族聚合物溶液中，高速搅拌或超声分散，得到混合溶液；然后将混合溶液浇铸于聚四氟乙烯模具中，烘干后得到改性纳米线增强的磺化芳香族聚合物复合质子交换膜。该改性纳米线增强的复合质子交换膜具有极强的质子电导率，在室温下其质子电导率是原始磺化芳香族聚合物膜的3倍。

A Composite Proton Exchange Membrane Reinforced by Modified Nanowires and Its Preparation Method

The invention relates to a modified nanowire reinforced composite proton exchange membrane and a preparation method thereof, belonging to the technical field of macromolecule materials. The composite proton exchange membrane is based on sulfonated aromatic polymer and dissolves the sulfonated aromatic polymer in organic solvent. Modified nanowires are added into the sulfonated aromatic polymer solution, stirred at high speed or dispersed by ultrasound to obtain the mixed solution. Then the mixed solution is poured into the polytetrafluoroethylene mold and dried to obtain the sulfonated aromatic polymer reinforced by modified nanowires. Compound proton exchange membrane. The modified nanowires reinforced composite proton exchange membranes have very strong proton conductivity, which is three times higher than the original sulfonated aromatic polymer membranes at room temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种改性纳米线增强的复合质子交换膜及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种改性纳米线增强的复合质子交换膜及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，它起着阻隔燃料和传导质子的作用。目前商业可用的隔膜是全氟磺酸质子交换膜，如美国杜邦公司生产的Nafion系列膜等，这类膜具有较高的质子电导率，优良的化学稳定性和尺寸稳定性等有点。但Nafion膜价格高昂，高温时由于失水导致质子电导率低以及含氟材料制备过程中带来的环境污染问题等限制了其广泛的应用。针对全氟磺酸质子交换膜的上述问题，目前的研究主要集中在开发新型低成本的非氟类质子交换膜，如芳香族聚合物聚醚醚酮、聚芳醚砜、聚酰亚胺等。其中聚醚醚酮因其优异的耐热性，良好的化学稳定性及良好的机械性能，被认为是综合性能优良的特种工程塑料。尤其是聚醚醚酮树脂中具有苯醚结构，可以对聚醚醚酮进行修饰。用浓硫酸对聚醚醚酮进行磺化可得到磺化的芳香族聚合物。磺酸基团的引入使得磺化的芳香族聚合物具有质子传输、水传输的特性。因此磺化的芳香族聚合物在质子传导膜、水处理膜及电渗析膜等领域具有广泛的应用前景。但是磺化的芳香族聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性纳米线增强的复合质子交换膜，其特征在于：该膜材料是以磺化的芳香族聚合物为基体，在其中掺杂改性纳米线，按照质量百分比计，改性纳米线占磺化的芳香族聚合物基体及改性纳米线质量和的10％～60％；改性纳米线由三聚氰胺、均苯三甲酸及硫酸制成，其平均直径为150‑300nm。

【技术特征摘要】
1.一种改性纳米线增强的复合质子交换膜，其特征在于：该膜材料是以磺化的芳香族聚合物为基体，在其中掺杂改性纳米线，按照质量百分比计，改性纳米线占磺化的芳香族聚合物基体及改性纳米线质量和的10％～60％；改性纳米线由三聚氰胺、均苯三甲酸及硫酸制成，其平均直径为150-300nm。2.如权利要求1所述的改性纳米线增强的复合质子交换膜，其特征在于：制备改性纳米线时，三聚氰胺和均苯三甲酸物质的量为(0.8-1.1):(0.7-1.2)。3.如权利要求1所述的改性纳米线增强的复合质子交换膜，其特征在于：改性纳米线占磺化的芳香族聚合物基体及改性纳米线质量和的10％～50％。4.权利要求1～3任何一项的改性纳米线增强的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：以磺化的芳香族聚合物为基体，将磺化的芳香族聚合物溶于有机溶剂，将改性纳米线加入到磺化的芳香族聚合物溶液中，高速分散或者超声分散，得到混合溶液；然后将混合溶液流延成膜，热处理后得到含改性纳米线...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈树国，李敏慧，张晨晨，段继海，王伟文，李建隆，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37