一种高性能复合质子交换膜、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种高性能复合质子交换膜、制备方法及应用，属于离子交换膜技术领域。本发明专利技术所述的一种高性能复合质子交换膜，厚度为5‑50μm，由全氟磺酸树脂和有机‑铈离子配合物组成；其中有机‑铈离子配合物添加量为全氟磺酸树脂质量的0.01wt％‑5wt％。与现有技术相比，本发明专利技术制备的有机‑铈离子配合物解决了羟基自由基化学降解，提高了复合质子交换膜的化学稳定性与耐久性；本发明专利技术还提供了成本低廉、简单易行的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能复合质子交换膜、制备方法及应用，属于复合材料领域，也属于质子交换膜、燃料电池。

技术介绍

1、随着全球燃油汽车的数量不断增加，温室效应对各个国家的影响正逐年加剧，环境污染和能源短缺使得寻找和发展可再生清洁能源替代化石燃料的使用日渐成为研究重点。氢能是首选的清洁能源，基于氢能的质子交换膜燃料电池(pemfc)可以将储存在燃料中的化学能通过电化学反应的方式直接转化为电能，因此能量损耗远低于使用化石燃料供能和发电，具有能量转化效率高、功率密度高等优点。质子交换膜(pem)是最核心的部分，它起着质子传输的重要作用，同时可以阻止燃料渗透以及阻隔电子。目前主流的pem原料是全氟磺酸树脂(pfsa)，其特殊的聚四氟乙烯主链和末端带有磺酸的全氟乙烯基醚侧链结构，使得由pfsa所制备的pem具有较好的热和化学稳定性以及出色的质子传导能力，但在交通运输和储能领域，燃料电池的使用寿命仍有待进一步提高，而燃料电池的寿命受到质子膜耐久性的限制。

2、为了提高质子交换膜的耐久性，以往的研究人员在基体中加入过渡金属离子、无机纳米颗粒和金属氧化物等无机本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能复合质子交换膜，其特征在于，所述的高性能复合质子交换膜由全氟磺酸树脂与有机-铈离子配合物组成，所述有机-铈离子配合物由有机配体和铈离子构成；其中有机配体选自槲皮素、白藜芦醇、盐酸多巴胺中的一种或两种以上混合。

2.根据权利要求1所述的一种高性能复合质子交换膜，其特征在于：所述有机-铈离子配合物中的铈离子来自铈(Ⅲ)盐，所述的铈(Ⅲ)盐为硝酸铈(III)、氯化铈、碳酸铈(III)、草酸铈(III)中的一种或两种以上混合。

3.根据权利要求1所述的一种高性能复合质子交换膜，其特征在于：有机-铈离子配合物的添加量为全氟磺酸树脂质量的0.1～5wt％；有机配...

【技术特征摘要】

1.一种高性能复合质子交换膜，其特征在于，所述的高性能复合质子交换膜由全氟磺酸树脂与有机-铈离子配合物组成，所述有机-铈离子配合物由有机配体和铈离子构成；其中有机配体选自槲皮素、白藜芦醇、盐酸多巴胺中的一种或两种以上混合。

2.根据权利要求1所述的一种高性能复合质子交换膜，其特征在于：所述有机-铈离子配合物中的铈离子来自铈(ⅲ)盐，所述的铈(ⅲ)盐为硝酸铈(iii)、氯化铈、碳酸铈(iii)、草酸铈(iii)中的一种或两种以上混合。

3.根据权利要求1所述的一种高性能复合质子交换膜，其特征在于：有机-铈离子配合物的添加量为全氟磺酸树脂质量的0.1～5wt％；有机配体和铈离子的摩尔比为1：(0.25～4)。

4.权利要求1-3任一所述的一种高性能复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，制备方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种高性能复合质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，磁力搅拌速度为300-500r/min，磁力搅拌时间为6～12h，水-醇体系为水和乙醇，体积比为1：4；步骤(2)中，有机-铈离子配合物溶液与全氟磺酸树脂溶液的混合方式为机械搅拌、磁力搅拌、超...

【专利技术属性】
技术研发人员：东为富，邓强，黄林，杨小贞，汪洋，李婷，王世波，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：