磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的制备及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的制备及其应用。其制备过程包括：磺化聚醚醚酮及其溶液的制备，羧酸化二氧化钛溶胶的制备，将羧酸化二氧化钛溶胶与磺化聚醚醚酮溶液混合进行缩聚反应得到铸膜液，铸膜液经静置过滤脱泡，流延、干燥退火成膜，最后经酸化、干燥得到磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜。该杂化膜用作直接甲醇燃料电池质子交换膜。本发明专利技术的优点在于：制备方法简单，在制得的膜中纳米级无机二氧化钛颗粒分布均匀，羧酸基团有效地改善了膜的性能，该杂化膜具有较低的甲醇渗透率及较高的质子传导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磺化聚醚醚酮(SPEEK)-羧酸化二氧化钛(TiO2-COOH)杂化膜的 制备及其应用，属于有机-无机杂化杂化膜技术。
技术介绍
燃料电池是一种新型化学能源，它是一种不经过燃烧，直接将燃料的化学能以电 化学反应的方式转变为电能的装置，具有发电效率高、适用于多种燃料及环境友好等优点。 其中，直接直接甲醇燃料电池是以甲醇为燃料，和其他燃料电池相比具有可常温快速启动、 能量密度高、燃料廉价丰富易储存、结构简单、成本低等突出优点，被誉为21世纪最有希望 的新型便携式电源。质子交换膜是直接甲醇燃料电池关键部件之一，目前商业化的质子交 换膜主要为全氟磺酸膜如Dupond公司的Nafion系列膜。但此类膜用于直接甲醇燃料电池 时却存在着严重的甲醇渗透现象。研究表明，当甲醇浓度为lmol/L时，甲醇渗透量可高达 40% ；电池电流密度为150mA/cm2时，甲醇渗透电流密度达80mA/cm2。此外，全氟磺酸膜价 格昂贵(600 1200$/m2)，这都极大的限制了 DMFC技术推广及商业化应用。因此，阻醇性 能好、质子传导率高、低成本的的新型质子交换膜的制备成为当前研究的热点。有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种磺化聚醚醚酮－羧酸化二氧化钛杂化膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：１）将干燥的聚醚醚酮溶于质量浓度为９８％的硫酸中，配制成质量浓度为１４～１８％的聚醚醚酮硫酸溶液，聚醚醚酮硫酸溶液在温度４５～５０℃及搅拌下进行磺化反应６～８ｈ，将粘稠状反应物加入去离子水中得到沉淀物，沉淀物再经去离子水洗涤，洗涤至液ｐＨ为７，再经干燥，得到磺化度为５５～７０％磺化聚醚醚酮；２）在室温及搅拌下，将磺化度为５５～７０％磺化聚醚醚酮溶解到Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺中，配制成质量浓度为１０～１４％磺化聚醚醚酮溶液；３）室温下，将质量百分比为１０～５０％的钛酸丁酯与乙酰丙酮按摩尔比为１∶１．５～２．５进行螯合后加入...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪，徐涛，姜忠义，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12