一种燃料电池用质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种燃料电池用质子交换膜的制备方法，包括如下步骤：一)聚合型4,4'‑二(9‑咔唑)联苯的制备，二)聚合型4,4'‑二(9‑咔唑)联苯、乙烯基磺酸，三)与磺丁基醚倍他环糊精钠盐离子交换，四)离子液体掺杂。本发明专利技术还公开了根据所述燃料电池用质子交换膜的制备方法制备得到的质子交换膜及利用所述质子交换膜作为聚电解质膜的质子交换膜燃料电池。本发明专利技术制备得到的燃料电池用质子交换膜与现有技术中的高温条件下使用的质子交换膜相比，高温质子传导率更高、价格更加低廉、甲醇渗透率更低、机械力学性能更好，使用更加安全环保。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用质子交换膜及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种燃料电池部件，具体地说，涉及一种燃料电池用质子交换膜及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着全球工业化进程的推进及人们对环境问题和能源问题认识上的不断深入，清洁新能源装置引起了人们的广泛关注。质子交换膜燃料电池作为众多清洁能源装置之一因其具有启动快、比功率与比能量高、环保无污染的优势，成为近几年来业内关注的焦点。质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心部件，在燃料电池中起到阻隔燃料和传递质子的作用。其性能的好坏直接影响质子交换膜燃料电池的使用寿命和电池效率。目前，最常见的质子交换膜是由美国杜邦公司生产的Nafion膜，这种膜具有极好的机械力学性能和热力学、化学稳定性，且在湿的条件下具有较高的质子传导率。但其主要靠进口，成本昂贵，这一缺点阻碍了Nafion膜的进一步发展。另一方面，其存在高甲醇渗透的问题，更为严重的是，由于水分挥发，使得这种质子交换膜的电导率下降，使其不能在高温下使用。中国专利技术专利CN102174258A公开了一种以聚芳醚砜主链和1,1,2,2-四氟-2-(1,1,2,2-四氟-2-苯乙氧基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池用质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)聚合型4,4'‑二(9‑咔唑)联苯的制备：将4,4'‑二(9‑咔唑)联苯、4‑乙烯基苄氯溶于丙酮中，在室温下搅拌反应6‑8小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙酸乙酯洗涤产物3‑5次，最后再次旋蒸除去乙酸乙酯；2)聚合物膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型4,4'‑二(9‑咔唑)联苯、乙烯基磺酸、4‑氰基苯乙烯、乳化剂和引发剂混合均匀，并超声10‑15分钟，然后置于模具中，氮气或惰性气体氛围下波长为200‑250nm的紫外光下辐照45‑55分钟，得到聚合物膜材料；3)与磺丁基醚倍他环糊精钠盐离子交换：将经过步骤2)制备得到的聚...

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)聚合型4,4'-二(9-咔唑)联苯的制备：将4,4'-二(9-咔唑)联苯、4-乙烯基苄氯溶于丙酮中，在室温下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去溶剂，并用乙酸乙酯洗涤产物3-5次，最后再次旋蒸除去乙酸乙酯；2)聚合物膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型4,4'-二(9-咔唑)联苯、乙烯基磺酸、4-氰基苯乙烯、乳化剂和引发剂混合均匀，并超声10-15分钟，然后置于模具中，氮气或惰性气体氛围下波长为200-250nm的紫外光下辐照45-55分钟，得到聚合物膜材料；3)与磺丁基醚倍他环糊精钠盐离子交换：将经过步骤2)制备得到的聚合物膜材料浸泡在50-60℃下质量分数为5-10％的磺丁基醚倍他环糊精钠盐的水溶液中18-24小时，后用水洗4-8次，后置于鼓风干燥箱中70-80℃下烘5-8小时；4)离子液体掺杂：将步骤3)制备得到的经过离子交换后的聚合物膜浸泡在质量分数为20-30％的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐的四氢呋喃溶液中10-20小时，后取出置于真空干燥箱中70-80℃下烘4-7小时。2.根据权利要求1所述的燃料电池用质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述4,4'-二(9-咔唑)联苯、4-乙烯基苄氯、丙酮的质量比为1.6:1：(5-10)。3.根据权利要求1所述的燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市凯豪达氢能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44