一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用技术

本发明专利技术提供一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用，属于二维纳米材料制备技术和燃料电池隔膜技术领域。该纳米片通过微相界面处发生的重氮偶联反应制备，通过剧烈搅拌的方式扩大了水油两相间的界面面积，可以大量制备该超薄纳米片。该纳米片与聚苯并咪唑共混直接加工成膜，掺杂磷酸后得到共混型高温质子交换膜，其在160℃下的电导率达到95.0mS cm

【技术实现步骤摘要】
一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用


[0001]本专利技术涉及二维纳米材料制备技术和燃料电池隔膜
，具体涉及一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种比功率高、比能量高、清洁环保且燃料范围广的能量转化装置。由于具有的诸多优势以及对于普及清洁能源的紧迫需求，燃料电池在发电和热电联产等众多领域应用广泛。其中，质子交换膜燃料电池是被认为最具商业价值和广泛应用潜力的燃料电池。质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心组件，它的性能直接决定了燃料电池的整体性能。现如今，研究最成熟的质子交换膜是美国杜邦公司研制全氟磺酸Nafion膜，其具有较高的电导率和优秀的化学稳定性，但因其高昂的合成成本、传递质子时需高度依赖环境湿度以及燃料透过率较高等缺点，限制了Nafion膜的大规模化商业应用。
[0003]目前，高温燃料电池为开发高性能质子交换膜燃料电池提供了一种思路，即燃料电池的操作温度高于120℃的。高温燃料电池可以简化水热管理系统，同时缓解因反应不充分而产生的一氧化碳对催化剂的中毒现象。高温质子交换膜通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米片的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤(1)：将芳香胺类单体加入至水中，再向其中加入无机酸，机械搅拌使其完全溶解，并置于0～10℃的环境中，得到芳香胺溶液A；步骤(2)：将配置好的亚硝酸钠水溶液逐滴加入至步骤(1)所述的芳香胺溶液A中，保持芳香胺溶液A的温度在0～10℃，搅拌10～30分钟后，得到重氮盐溶液B；步骤(3)：向步骤(2)中重氮盐溶液B中加入无机碱溶液，调节重氮盐溶液B的pH至1～14，得到重氮盐溶液C；步骤(4)：配置芳香多酚有机溶液，得到有机溶液D；步骤(5)：将步骤(4)中的有机溶液D逐滴加入至步骤(3)中的重氮盐溶液C中，剧烈搅拌0.05～240小时，搅拌速度100～8000rpm，并保持混合溶液为0～10℃，经过后处理，得到纳米片。2.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中芳香胺类单体的质量百分比浓度为0.01～50wt％，无机酸的体积分数为0.01～20v/v％。3.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中芳香胺类单体为对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、1,2,4,5
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苯四胺、联苯二胺、1,3,5
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三(4
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氨基苯基)苯、4,4'
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二氨基二苯甲烷或4,4'
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二氨基联苄；所述无机酸为浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、四氟硼酸。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀寒，李胜海，郑吉富，张所波，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：