有机硅烷基质子交换膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种有机硅烷基质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：将膦酸酯功能化的硅烷、光致碱引发剂混合均匀后涂覆在基底上形成液膜；将该液膜置于LED灯下辐照聚合后，得到含膦酸酯基团的薄膜；将该薄膜置于三氟醋酸中煮沸水解后，得到高膦酸根密度的质子交换膜。本发明专利技术创造性的将光致碱引发有机硅烷聚合方法引入到质子交换膜的制备中去，具备操作简便、制备周期短且无溶剂等优点，是一种绿色高效的质子交换膜制备方法；另外，质子传递介质膦酸基团通过稳定的C‑P键键合在质子交换膜中，且膦酸基团密度高，是一种适用于中高温的高效质子交换膜，在燃料电池中具有显著的应用价值。

Preparation of organosilane based proton exchange membrane

【技术实现步骤摘要】
有机硅烷基质子交换膜的制备方法
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种以高密度膦酸基团为质子传导基元的有机硅烷基质子交换膜的制备方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是一类以质子交换膜作为固态电解质的燃料电池体系。其中质子交换膜是燃料电池的核心部件，它直接影响电池性能与寿命。目前，最广泛采用的全氟磺酸型的质子交换膜必须在水分子存在的情况下才具有高的质子传导能力，而当温度高于80℃时，水分大量挥发导致其导电率大大下降，失去使用价值。然而较高的温度（>80oC）可以活化燃料电池中催化剂活性，并防止催化剂CO中毒，有效提高电池的使用性能。因此，开发适用于中高温的质子交换膜具有显著地应用价值。由于膦酸基团其本身有很高的质子导电能力，而且可以在非水条件下导电，从而引起了人们的高度重视。但现阶段多使用膦酸直接掺杂在质子交换膜中，掺杂量小、膦酸基团密度低，且在使用过程中易引起膦酸的流失，影响燃料电池的使用安全性和长期使用稳定性。另外，聚有机硅烷作为一种有机-无机杂化材料，具有耐高低温、耐气候老化、耐燃、无毒无腐蚀等优异性能，而且具有有机高分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅烷基质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：/nS1：将膦酸酯功能化的有机硅烷、光致碱引发剂混合均匀后涂覆在基底上形成液膜；/nS2：将所述液膜置于LED灯下辐照聚合30-60分钟后，得到含膦酸酯基团的薄膜；/nS3：将所述薄膜置于三氟醋酸中煮沸处理2-5 h，得到高膦酸基团密度的有机硅烷基质子交换膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机硅烷基质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1：将膦酸酯功能化的有机硅烷、光致碱引发剂混合均匀后涂覆在基底上形成液膜；
S2：将所述液膜置于LED灯下辐照聚合30-60分钟后，得到含膦酸酯基团的薄膜；
S3：将所述薄膜置于三氟醋酸中煮沸处理2-5h，得到高膦酸基团密度的有机硅烷基质子交换膜。


2.根据权利要求1所述的一种有机硅烷基质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述膦酸酯功能化的有机硅烷为以下任意一种：
二乙基(三甲氧基硅烷)壬基)膦酸酯、二甲基（三甲氧基硅烷）庚基）膦酸酯、二甲基（三乙氧基硅烷）己基）膦酸酯。


3.根据权利要求1所述的有机硅烷基质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜孝武，徐成鹏，马瑶，张思琦，袁晓芬，惠佳柯，倪伶俐，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32