一种质子交换膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种质子交换膜及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、将含氟苯乙烯及其衍生物、缩水甘油醚和乙烯基苯磺酸钠盐进行聚合反应，得到预聚物；步骤2、将步骤1所得预聚物和含氨基氮杂环化合物进行接枝反应，交联，得到交联聚合物；步骤3、将步骤2所得交联聚合物进行离子交换反应，得到磺酸基交联型的质子交换膜。本发明专利技术所述方法简单易操作，制备的质子交换膜的质子电导率高，适用于质子交换膜燃料电池。质子交换膜燃料电池。质子交换膜燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种质子交换膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能转化成电能的一种新型发电装置，其能量密度高、能量转化率高，以及环境友好等优点使得其被认为是目前最有发展前途的清洁能源之一。作为燃料电池的核心部件材料，质子交换膜起着阻隔燃料气如H2和氧气或空气，传导质子等重要作用，所以质子交换膜的性能决定着燃料电池的性能。
[0003]目前，质子交换膜材料主要是全氟磺酸型(PFSA)质子交换膜，例如杜邦公司生产的Nafion膜，全氟磺酸型质子交换膜以碳氟键主链和含有磺酸基的支链构成，磺酸基作为质子传导单元。该类质子交换膜虽然具有良好的化学稳定性和较高的质子传导率，但存在制备工艺复杂、成本高、燃料渗透率高等不足之处。此外全氟磺酸型质子交换膜对传输介质水严重依赖，只有低温下，有充足且合适的水含量时，才具有可观的质子电导率，若工作温度超过了水的沸点，水分就会大量蒸发，传导介质水的量的减少，不利于形成联通的质子传输通道，导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、将含氟苯乙烯及其衍生物、缩水甘油醚和乙烯基苯磺酸钠盐进行聚合反应，得到预聚物；步骤2、将步骤1所得预聚物和含氨基氮杂环化合物进行接枝反应，交联，得到交联聚合物；步骤3、将步骤2所得交联聚合物进行离子交换反应，得到磺酸基交联型的质子交换膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述含氟苯乙烯及其衍生物、缩水甘油醚和乙烯基苯磺酸钠盐的质量比为1:(0.1
‑
5)：(0.1
‑
5)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟苯乙烯包括2.3.4.5.6
‑
五氟苯乙烯；优选地，所述缩水甘油醚烯丙基缩水甘油醚和/或4
‑
乙烯基苄基缩水甘油醚。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述含氟苯乙烯及其衍生物、缩水甘油醚和乙烯基苯磺酸钠盐的总质量为100％计，所述引发剂的质量百分数为1.5％
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2.5％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为70
‑
80℃；优选地，所述聚合反应的时间为18
‑
24h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述预聚物和含氨基氮杂环化合物的质量比为1:(0.1

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，漆海龙，张金，杨成，张家海，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：