一种改性聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于质子交换膜技术领域，公开了一种离子液体@二硫化钼改性聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法和应用。本发明专利技术先以二胺和二酐反应制备聚酰亚胺溶液，再将二硫化钼和离子液体球磨制备离子液体@二硫化钼，将聚酰亚胺溶液和离子液体@二硫化钼混合后喷涂、固化，得到质子交换膜。本发明专利技术对二硫化钼进行改性，使离子液体接枝到二硫化钼表面，离子液体改性二硫化钼的引入能增强改性聚酰亚胺质子交换膜的机械性能，以及改变其微观形貌，进而影响改性聚酰亚胺质子交换膜的微相结果。同时在聚合物中离子液体改性二硫化钼能够与磺酸基团等结构件发生静电作用，进而能够增强质子传导速率。本发明专利技术的改性聚酰亚胺质子交换膜在高温下稳定性良好。定性良好。定性良好。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及质子交换膜
，尤其涉及一种离子液体@二硫化钼改性聚酰亚胺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(PEMFCs)由于其高功率密度和最小的污染已应用于许多便携式和固定式电源。两种传统类型的氢PEMFCs，使用全氟磺酸(PFSA)聚电解质(如Nafion)的低温PEMFCs和使用磷酸(PA)掺杂聚电解质(如聚苯并咪唑(PBI/PA))的高温PEMFCs，都有其优点和局限性。由美国DuPont公司率先研制成功的全氟磺酸膜的优点是化学稳定性强，机械强度高，高湿度下电导率高，使用寿命长。然而，全氟磺酸膜的缺点也很明显，高温时热稳定性仍然不理想、保水能力低，导致质子传导率显著下降；干、湿条件转化时，尺寸变化大，溶胀高，从而导致质子交换膜寿命较短，因此，如何提高全氟磺酸膜的热稳定性和保水率，成为人们当前广泛研究的重点内容。
[0003]目前已经提出一些方法来解决这些问题。中国专利公开号CN102800881A公开了一种燃料电池无机质子交换膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在氮气氛围中，将极性溶剂、二胺混合，再依次加入二酐、极性溶剂，进行缩聚反应，得到聚酰胺酸；然后加入甲苯，升温进行脱水反应，得到聚酰亚胺溶液；将二硫化钼和水混合，加入离子液体，进行球磨，然后依次抽滤、冷冻干燥，得到离子液体@二硫化钼；将聚酰亚胺溶液和离子液体@二硫化钼混合，得到改性聚酰亚胺溶液；将改性聚酰亚胺溶液喷涂于基板上，阶段升温进行固化，然后置于水中使薄膜脱落；将脱落的薄膜依次烘干、于硫酸溶液中浸泡、烘干，得到离子液体@二硫化钼改性聚酰亚胺质子交换膜。2.如权利要求1所述的一种改性聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述二胺为4,4'
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二氨基苯酰替苯胺；所述二酐为六氟二酐；所述二胺和二酐的摩尔比为1：1。3.如权利要求1或2所述的一种改性聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂为N
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甲基吡咯烷酮、N,N
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二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、二甲基亚砜中的一种或几种；所述二胺的摩尔量、两次加入的极性溶剂的总体积、甲苯的体积比为0.05~0.1mol：200~240mL：20~25mL。4.如权利要求3所述的一种改性聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述缩聚反应的时间为23~25h；所述脱水反应的温度为165~185℃；所述脱水反应的时间为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦明，王曜，李萍，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：