一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜及其制备方法，属于高分子化学和质子交换膜燃料电池领域。该磺化聚苄基吡咯质子交换膜的结构式如式II所示。本发明专利技术还提供了一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜的制备方法，该方法采用化学氧化聚合法制备出了磺化聚苄基吡咯，该制备方法工艺简单、反应条件温、成本低且具有很好的重复性，在燃料电池领域具有很广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜及其制备方法
本专利技术属于高分子化学和质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜及其制备方法。
技术介绍
近年来，质子交换膜燃料电池在能源方面扮演着至关重要的角色，由于其具有高的能量转换效率、零污染排放等优点，未来可能应用到航天、汽车、家电、军事等领域。质子交换膜作为燃料电池的核心部件，起着将质子从膜的一侧传递到另一侧以及阻隔燃料的双重作用。由此可见，质子交换膜的性能对燃料电池来说起着关键的作用，其好坏直接影响燃料电池的使用。当前，为了提高能量转化效率，往往需要增加质子交换膜的磺化度，而多数的质子交换膜在较高磺化度时，膜的溶胀率较高，不利于其长期稳定应用。侧链磺化聚合物作为质子交换膜，由于磺酸基团能够远离聚合物主题，能够减小聚合物的溶胀性，还利于质子通道的形成，进而提高质子传导率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜及其制备方法，该质子交换膜具有较高的质子传导率，较低的甲醇渗透系数和较低的溶胀率，并且具有良好的尺寸和机械稳定性，同时，该制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜，其特征在于，结构式如式II所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜，其特征在于，结构式如式II所示：



式II中，n为重复单元数，n为≥1的整数。


2.根据权利要求1所述的一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一：将1-苄基吡咯与98％浓硫酸加入到三口瓶中，N2保护下，反应温度加热至80℃～120℃，持续搅拌5～17小时，反应完成后静置至室温，加入去离子水和氢氧化钠，pH值调至5～8，随后加入氯化钠盐析，过滤、洗涤、烘干得到磺化苄基吡咯；
步骤二：将乙腈和去离子水分别加入三口烧瓶中，之后加入步骤一得到的磺化苄基吡咯，控制反应温度为-10℃～0℃，随后逐滴加三氯化铁水溶液，持续搅拌5～20小时；过滤、洗涤、烘干得到磺化聚苄基吡咯；
步骤三：将步骤二得到的磺化聚苄基吡咯采用流延法延流成膜，即得到磺化聚苄基吡咯质子交换膜。


3.根据权利要求2所述的一种磺化聚苄基吡咯质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一的1-苄基吡咯的质量g：浓硫酸的体积mL为20：(10-30)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：高洪成，
申请(专利权)人：承德石油高等专科学校，
类型：发明
国别省市：河北;13