带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物、燃料电池用质子膜和膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术属于燃料电池质子膜及膜电极领域，特别涉及带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物、燃料电池用质子膜和膜电极及其制备方法。本发明专利技术的带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物可以从聚合物根本上实现抵抗自由基进攻的目的，有效减弱聚合物的降解，从而提高了全氟磺酸离子聚合物的化学稳定性。此外，所得聚合物结构中引入的三唑结构单元，可以调控全氟磺酸离子聚合物的离子交换容量，这样以来，所得全氟磺酸离子聚合物可以同时实现离子交换容量以及化学稳定性有效调控的目的；本发明专利技术的质子膜以及膜电极包含带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物，三唑基团能够有效捕捉或淬灭自由基，从而减弱或减缓质子膜和膜电极的降解，延长其使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物、燃料电池用质子膜和膜电极及其制备方法


[0001]本专利技术属于燃料电池质子交换膜及膜电极领域，特别涉及带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物、燃料电池用质子膜和膜电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是将储存在反应物中的化学能不经燃烧直接转换为电能的发电装置。燃料电池在工作过程中不产生氮和硫氧化物等污染环境的物质，因此被认为是一种对环境友好的装置，再加上它的能量转换效率高、可靠性高、可压缩性及维护性好等优异性，燃料电池技术被认为是21世纪新型环保高效的发电技术之一。质子交换膜燃料电池(PEMFC)除具有一般燃料电池的优点外，还有工作温度低、启动速度快、重量轻、寿命长、无电解液的腐蚀和流失、比功率和比能量高等优点。PEMFC已逐渐成为电动车、移动通讯和潜艇等的理想动力源。目前，世界诸多国家都在推进燃料电池的交通动力方案。2015年，日本丰田公司售卖了世界上第一辆以PEMFC为主要动力电源的汽车，奠定了燃料电池技术用于汽车动力的里程碑。
[0003]目前，国内外常用的商业化质子交换膜最具有代表性的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带有三唑基团的全氟磺酸离子聚合物，其特征在于，所述聚合物的分子结构式如式(Ⅰ)所示：其中，所述式(Ⅰ)结构包括(A)单元和(B)单元，(A)单元为三唑结构单元，(A)单元包括三唑基团M以及全氟醚结构单元，(B)单元包括离子基团
‑
SO3H以及全氟醚结构单元；所述式(Ⅰ)结构中，m为0～10的整数，n为1～6的整数；所述式(Ⅰ)结构中，x为1
‑
30的整数，x+y/(x+y+z)＝0.05～0.8，y/(y+z)＝0.2～0.6；所述式(Ⅰ)中全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为20～100万；所述(A)单元中提供三唑基团M的试剂的结构简式如式(II)所示，其中，所述R1～R9基团分别为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
PhCOOH、
‑
CH3、
‑
Ph(Ph代表苯环)、
‑
O
‑
CH3、
‑
NO2中的任意一种。2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，m为1～3的整数，n为1～3的整数，x+y/(x+y+z)＝0.15～0.4，y/(y+z)＝0.2～0.4，所述式(Ⅰ)中全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为20～60万；优选的，m＝1，n＝2，所述式(Ⅰ)中全氟磺酸离子聚合物的数均分子量为30～50万。3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，式(Ⅱ)所述R1～R9基团中，1≤
‑
NH2数量≤3，吸电子基团数量≤3。
4.根据权利要求3所述的聚合物，其特征在于，R1为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
PhCOOH、
‑
CH3、
‑
Ph或
‑
O
‑
CH3；R2为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
PhCOOH或
‑
CH3；R3为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br、
‑
PhCOOH、
‑
CH3或
‑
Ph；R4为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br、
‑
PhCOOH、
‑
CH3或
‑
Ph；R5为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br或
‑
CH3；R6为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Cl、
‑
Br、
‑
CH3或
‑
O
‑
CH3；R7为
‑
H、
‑
NH2、
‑
PhNH2、
‑
Br、
‑
CH3或
‑
NO2；R8为
‑
H、
‑
NH2、
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，王丽，张恒，刘训道，邹业成，赵彬，赵淑会，
申请(专利权)人：山东东岳未来氢能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：