基于共辐射技术制备有机-无机杂化质子交换膜的方法技术

基于共辐射技术制备有机－无机杂化质子交换膜的方法，其制备步骤如下：　（１）配制溶液Ａ　将聚合物溶于有机溶剂中，聚合物与有机溶剂的质量比为１∶５～１０，５０℃搅拌４８ｈ，得溶液Ａ；所述聚合物可以为聚偏氟乙烯或聚醚砜中的一种；所述有机溶剂包括Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺或Ｎ－甲基吡咯烷酮中的一种；　（２）配制溶液Ｂ　将正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）、０．１Ｍ的盐酸溶液和无水乙醇以摩尔比１∶２∶３～１５混合，之后加入到与步骤（１）相同的有机溶剂中，正硅酸乙酯与有机溶剂的质量比为１∶２～１０，４０～７０℃搅拌５～４８ｈ，得溶液Ｂ；　（３）制备铸膜液　将步骤（１）与步骤（２）所得溶液Ａ和Ｂ混合，在４０～７０℃搅拌１２～４８ｈ，置于烘箱中使其充分熟化、脱泡，得到铸膜液；　（４）制膜　将铸膜液浇铸到洁净的玻璃板上，流延成膜，放入去离子水中２４～４８ｈ取出，放入烘箱，５０～９０℃、５～４８ｈ后，从玻璃板上脱膜，制得聚偏氟乙烯或聚醚砜中的一种聚合物基膜；　（５）配制单体溶液　将接枝单体与有机溶剂混合配成浓度为０．５～３ｍｏｌ／Ｌ的溶液；所述接枝单体为苯乙烯或α－甲基苯乙烯中的一种；所述有机溶剂包括甲苯、二氯甲烷或乙醇中的一种；　（６）充氮　将步骤（４）所得聚合物基膜浸入步骤（５）的单体溶液中，充氮除去容器中的氧后密封；（７）辐射接枝　将步骤（６）所得装有聚合物基膜和接枝单体溶液的容器在室温条件下进行共辐照，使其发生辐射接枝反应；辐照源为Ｃｏ－６０的γ射线或者电子加速器；辐照剂量为１～５０ｋＧｙ；　（８）洗去辐射共聚物辐射接枝膜用有机溶剂经索氏提取器抽提洗去辐射接枝过程中产生的共聚物，然后干燥；所述有机溶剂包括１，２－二氯乙烷、二氯甲烷或四氢呋喃中的一种；　（９）磺化　干燥后的接枝膜进行磺化，可以采用方法一：膜置于０．１～１Ｍ氯磺酸的１，２－二氯乙烷或二氯甲烷溶液中，进行磺化；或者采用方法二：将膜置于发烟硫酸中磺化；磺化后的膜用去离子水洗至中性，干燥，得到目标产物质子交换膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种质子交换膜的制备方法，特别涉及一种，属于高分子材料领域。
技术介绍
质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键组件，它在燃料电池中一方面作为电解质提供质子迁移通道，另一方面作为隔膜隔离两极反应气体并隔绝电子。目前质子交换膜燃料电池主要采用的是全氟磺酸型质子交换膜，例如Dupont公司的Nafion膜、Ashai化学公司的Aciplex膜、Dow化学公司的Dow膜。但是，现在质子交换膜燃料电池的工作温度一般控制在8CTC以下，当温度超过8(TC时，膜内的水分慢慢减少，而质子交换膜中的水起着质子传输通道的作用，膜的失水将会引起电导率下降；另外，由于生产工艺复杂，全氟磺酸膜的价格比较昂贵。因此，提高质子交换膜高温保水性能以及制备低成本的质子交换膜具有重要的实际意义。中国科学院长春应用化学研究所专利技术的"Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜的制备方法"(申请号200810050985.3)，利用原位浸涂的方法将含有表面活性剂的硅源溶胶通过提拉的方法涂覆在Nafion膜表面，得到Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜。通过改变表面活性剂的种类、表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于共辐射技术制备有机－无机杂化质子交换膜的方法，其制备步骤如下：　（１）配制溶液Ａ　将聚合物溶于有机溶剂中，聚合物与有机溶剂的质量比为１∶５～１０，５０℃搅拌４８ｈ，得溶液Ａ；所述聚合物可以为聚偏氟乙烯或聚醚砜中的一种；所述有机溶剂包括Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺或Ｎ－甲基吡咯烷酮中的一种；　（２）配制溶液Ｂ　将正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）、０．１Ｍ的盐酸溶液和无水乙醇以摩尔比１∶２∶３～１５混合，之后加入到与步骤（１）相同的有机溶剂中，正硅酸乙酯与有机溶剂的质量比为１∶２～１０，４０～７０℃搅拌５～４８ｈ，得溶液Ｂ；　（３）制备铸膜液　将步骤（１）与步骤（２）所得溶液Ａ和Ｂ混合，在...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于宏燕，石建恒，曾心苗，许自炎，鲍矛，
申请(专利权)人：北京市射线应用研究中心，
类型：发明
国别省市：11