【技术实现步骤摘要】
环三磷腈六磷酸盐掺杂的聚苯并咪唑类质子交换膜制备
本专利技术涉及一种高温低湿度燃料电池中质子交换膜的制备方法，可用于固体酸催化剂、催化膜分离反应装置，燃料电池质子交换膜、电解膜、渗透膜、传感器材料等领域。技术背景质子交换膜燃料电池作为燃料电池的一种，因其具有环保无污染，能量转化率高，较大的功率密度以及较低的工作温度等优点受到人们的广泛关注。质子交换膜作为质子交换膜燃料电池的核心组件，它的好坏直接影响着质子交换膜燃料电池的性能及使用寿命，因此对质子交换膜的研究就显得尤为重要。为保证质子交换膜燃料电池具有较好的使用性能，就要保证质子交换膜具有高质子电导率、良好的机械性能和化学稳定性、较小的干湿变形性、低的燃料和氧化剂透过率、寿命长等性能。PBI类质子交换膜具有良好的机械性能和抗氧化性，但其本身不导质子，因此，要先研究出具有高质子传导率的质子导体。水溶性质子导体具有较高的质子传导率，但在高湿度下易流失，使膜性能衰减，影响电池的使用寿命。因此掺杂非水溶性固态质子导体成为提高质子传导率的有效途径。无机类固体体与PBI相容性...
【技术保护点】
1.环三磷腈六磷酸盐掺杂的聚苯并咪唑类质子交换膜制备，其特征在于：用耐高温的、不溶性的环三磷腈基六磷酸盐(MTHP)作为质子导体掺杂到新型的聚苯并咪唑(PBI)通过交联制备高温、低湿度下使用的质子交换膜，其制备过程包括：/n(1)以六氯环三磷腈(HCCP)为原料与亚磷酸酯反应，得到环三磷腈基六磷酸酯(RTHP)，在浓盐酸中水解得到环三磷腈基六元磷酸(THP)，将六元磷酸在水相中与高价过渡金属离子发生反应得到不溶于水的环三磷腈基六磷酸高价过渡金属离子盐(MTHP)；将HCCP在搅拌下1～2h内分批慢慢加入亚磷酸酯中，升温至90～140℃反应6～12h，冷却后加入石油醚中过夜，...
【技术特征摘要】
1.环三磷腈六磷酸盐掺杂的聚苯并咪唑类质子交换膜制备，其特征在于：用耐高温的、不溶性的环三磷腈基六磷酸盐(MTHP)作为质子导体掺杂到新型的聚苯并咪唑(PBI)通过交联制备高温、低湿度下使用的质子交换膜，其制备过程包括：
(1)以六氯环三磷腈(HCCP)为原料与亚磷酸酯反应，得到环三磷腈基六磷酸酯(RTHP)，在浓盐酸中水解得到环三磷腈基六元磷酸(THP)，将六元磷酸在水相中与高价过渡金属离子发生反应得到不溶于水的环三磷腈基六磷酸高价过渡金属离子盐(MTHP)；将HCCP在搅拌下1～2h内分批慢慢加入亚磷酸酯中，升温至90～140℃反应6～12h，冷却后加入石油醚中过夜，抽滤得到RTHP；将RTHP在浓盐酸中加热、搅拌、回流反应24～72h，在60℃～70℃下，减压蒸出HCl、醇和水，用水和有机溶剂萃取，将水相浓缩，真空干燥得THP；将THP溶于水，按照一定的比例加入高价过渡金属离子的水溶性的盐，搅拌反应12～24h，将得到的沉淀抽滤、洗涤至pH为7，得到不溶于水的MTHP；
(2)新型聚苯并咪唑的制备是用3,3’-二氨基联苯胺(DABz)与含有碱性基团的芳香二酸为原料，在多聚磷酸(PPA)中，惰性气体保护下，200℃，反应3～8h，得到新型聚苯并咪唑，其粘均分子量为4.5～5万；
(3)采用流延成膜法制备复合膜，按照质子导体掺杂量20wt％～60wt％，用多官能度的交联剂进行交联制备复合膜；
制备的复合质子交换膜在-15℃～250℃，相对湿度0～5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王传刚，李忠芳，孙鹏，郭辉，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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