一种硅烷改性稀土氧化物掺杂的复合质子交换膜及其制备方法技术

技术编号:45465627 阅读:23 留言:0更新日期:2025-06-06 21:57
本发明专利技术属于有机无机复合物技术领域,提供了一种硅烷改性稀土氧化物掺杂的复合质子交换膜及其制备方法。本发明专利技术的方法包含如下步骤:氧化铈溶液滴加到硅烷偶联剂水解液中进行反应;反应产物中加入氧化剂进行氧化反应,得到的改性氧化铈、聚苯并咪唑和溶剂混合后干燥。本发明专利技术在硅烷偶联剂水解液中加入由乙醇分散均匀的纳米氧化铈,硅烷偶联剂的硅烷基团与氧化铈表面附着的羟基在脱水缩合反应下生成共价键来完成改性,对其缩合反应产物进行氧化,得到对应官能团修饰的氧化铈,并将此产物掺杂至PBI膜中形成无机有机复合膜,能够同时提高无机有机复合膜的导电性能和机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机无机复合物,尤其涉及一种硅烷改性稀土氧化物掺杂的复合质子交换膜及其制备方法


技术介绍

1、质子膜是燃料电池的核心组件,对电池性能起着关键作用,不仅能起到阻隔作用,还可以传导质子。迄今最常用的质子交换膜(pemfc)仍然是美国杜邦公司的nafion&reg膜,具有质子电导率高和化学稳定性好的优点,但nafion&reg类膜仍存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,nafion&reg系列膜的最佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(dmfc)的质子交换膜。当下使用的质子膜存在的问题仍然是质子传导率低,使用寿命短,机械性能有待提高。

2、为了提高质子交换膜的性能,可采用如下改进方法:(1)有机/无机本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅烷改性稀土氧化物掺杂的复合质子交换膜的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述硅烷偶联剂、水和无水乙醇的体积比为7~9:16~24:73~83;所述硅烷偶联剂包含乙烯基三甲氧基硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,氧化铈的质量≤硅烷偶联剂水解液质量的3%。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤1)和步骤2)所述反应的温度独立的为55~65℃,反应的时间独立的为1.5~2.5h。

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【技术特征摘要】

1.一种硅烷改性稀土氧化物掺杂的复合质子交换膜的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述硅烷偶联剂、水和无水乙醇的体积比为7~9:16~24:73~83;所述硅烷偶联剂包含乙烯基三甲氧基硅烷、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,氧化铈的质量≤硅烷偶联剂水解液质量的3%。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤1)和步骤2)所述反应的温度独立的为55~65℃,反应的时间独立的为1...

【专利技术属性】
技术研发人员:包金小吉准泽潘高飞王青春阮飞马雨威尚炜翔李红霞赵海文曹鸿璋于晓丽田虎虎王慧
申请(专利权)人:内蒙古科技大学
类型:发明
国别省市:

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