一种质子交换膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，公开了一种质子交换膜及其制备方法和应用。所述质子交换膜，包括层叠堆积的单原子空位氧化钛纳米片；所述单原子空位氧化钛纳米片的分子式选自以下至少一种：本发明专利技术提供的质子交换膜，厚度超薄可调、面积可控、质子选择性高、质子传导率高、热稳定性能好；质子交换膜的制备方法步骤简单，适于工业实用；质子交换膜能够满足能源转换、储存领域中高温场合的应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料，特别涉及一种质子交换膜及其制备方法和应用。

技术介绍

1、质子交换膜(proton exchange membrane，简称pem)是一种重要的功能材料，广泛应用于能源转换和储存领域，如燃料电池和电解水产氢。常用的质子交换膜材料包括聚四氟乙烯改性的氟化聚氨酯膜(nafion)、磺酸聚醚醚酮膜(sulfonated polyether etherketone，speek)及磷酸聚合物膜等。这些传统的质子交换膜材料在60℃以下的环境中可以发挥出较好的作用，但对于一些需要在100℃以上的高温条件下使用的应用场合，如高温氧化、高温电解、高温酸碱催化等，传统的质子交换膜往往无法胜任。例如，nafion对水分的湿化依赖性较高，需要严格控制水分含量，其在80℃以上的高温条件下容易失去水分并发生降解，严重影响了其在高温应用中的结构稳定性；speek在高温下容易大幅度膨胀，导致与其他组件的失配，并影响整体结构的性能和寿命；磷酸聚合物膜对湿化条件较为敏感，需要足够的水分来维持有效的质子传导，高温引起的过度干燥会显著影响膜的性能。因此，开发新的质子交换膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种质子交换膜，其特征在于，包括层叠堆积的单原子空位氧化钛纳米片；

2.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述单原子空位氧化钛纳米片的单原子空位密度为9％～15％；

3.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜的厚度为10～1000nm；

4.权利要求1-3任一项所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述正电聚合物以水溶液的形式参与制备；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述单原子空位氧化钛纳米片以悬浮液的形式参与制备；...

【技术特征摘要】

1.一种质子交换膜，其特征在于，包括层叠堆积的单原子空位氧化钛纳米片；

2.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述单原子空位氧化钛纳米片的单原子空位密度为9％～15％；

3.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜的厚度为10～1000nm；

4.权利要求1-3任一项所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述正电聚合物以水溶液的形式参与制备；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏展，冀宇，
申请(专利权)人：澳门大学，
类型：发明
国别省市：