一种改性纳米颗粒物复合的质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性纳米颗粒物及其复合质子交换膜的制备方法。该膜是由表面修饰的纳米颗粒和质子交换树脂复合而成，其中纳米颗粒的质量分数为0.5％～50％，其余为质子交换树脂的质量分数。制备过程是将粒径为10～1000nm的纳米颗粒TiO2、SiO2或TiO2-SiO2中的任一种用硅烷偶联剂RSiX3进行表面化学修饰后，再偶联上萘磺酸衍生物、苯磺酸衍生物、NH2CH2(XCH2)mNH2和乙烯亚胺中的一种。修饰的纳米颗粒添加到树脂溶液中流延成膜，依次用H2SO4溶液(或者H3PO4溶液)和去离子水浸泡处理2h，取出擦干即得所述的复合膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直接甲醇燃料电池用质子交换膜的制备领域，具体涉及表面修饰的纳米颗粒及其复合膜的制备。
技术介绍
直接甲醇燃料电池是一种以甲醇作为燃料，通过电化学反应直接将化学能转化为低压直流电的装置，其具有高效、环境友好、安静、可行性高的特点。质子交换膜是直接甲醇燃料电池(DMFC)的核心组件，目前大部分DMFC系统中普遍采用的是以Nafion 膜为代表的全氟磺酸系列薄膜，但Nafion 膜价格昂贵、甲醇渗透性较高、以及在高温低湿环境下性能显著降低，这成为制约DMFC发展的瓶颈之一。基于Nafion 膜的改性或复合是克服相应缺点的重要方式，比如为了提高Nafion 膜的保水性和阻醇性能，可向Naficm 溶液中添加亲水性无机颗粒(如Ti02、SiO2、固体酸等)制备有机-无机复合膜(Ε. I. Santiago et al. Electrochimica Acta, 2009, 54 :4111-4117)，但由于有机-无机颗粒相容性较差以及膜的单位面积内的磺酸根数量下降，导致复合膜的柔韧性和质子传导率存在不同程度的下降。为改善无机颗粒与有机物间相容性，也有将无机颗粒表面化学修饰上有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种添加表面修饰的纳米颗粒的质子交换膜，其特征在于，所述的质子交换膜中表面修饰的纳米颗粒的质量百分数为０．５％～５０％，其余为质子交换树脂的质量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩克飞，孟祥杰，汪中明，朱红，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11