[發明專利]一種燃料電池用復合陰離子交換膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200910248539.8
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102104156A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 張鳳祥;張華民;曲超;邱艷玲;任俊霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/94
• 分類號: H01M4/94;H01M4/88;C08J7/12;C08J7/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳;周秀梅

1.一種燃料電池用陰離子交換膜，其特征在于：由可季銨化的自由基聚合單體、二乙烯苯、過氧化苯甲酰組成的單體溶液在經預處理的高性能聚合物多孔基膜內原位熱聚合，同時施加外壓，促進聚合產物與基膜之間的結合；再經季銨化和氫氧化處理得到復合陰離子交換膜。

2.一種權利要求1所述陰離子交換膜的制備方法，其特征在于：由可季銨化的自由基聚合單體、二乙烯苯、過氧化苯甲酰組成的單體溶液在經預處理的高性能聚合物多孔基膜內原位熱聚合，同時施加外壓，促進聚合產物與基膜之間的結合；再經季銨化和氫氧化處理得到復合陰離子交換膜。

3.如權利要求2所述陰離子交換膜的制備方法，其特征在于：具體過程如下：

1)聚合物基膜預處理為：將聚合物基膜置入改性試劑中進行處理；改性試劑為氫氧化鉀乙醇溶液，氫氧化鉀摩爾濃度為0.1-0.5M，膜在所述溶液中的處理時間為2h以上；

2)單體溶液的配制為：將單體、二乙烯苯(DVB)和過氧化苯甲酰(BPO)混合，三組分的摩爾百分比為單體：DVB∶BPO＝95-98∶4-1∶1；

3)將聚合物基膜在單體溶液中飽和吸浸：將預處理過的聚合物基膜置入上述所配制的單體溶液中浸漬，浸漬溫度為20-25℃，浸漬時間為24-120h；

4)單體在基膜內熱引發原位聚合為：將上面浸漬后的聚合物基膜表面的單體溶液用濾紙吸干，平鋪于兩片厚玻璃板之間，玻璃板之間的縫隙用膠帶密封；將此三層結構置于加熱平板上，上面放置2-5公斤重物施加外壓，然后在110-120℃下加熱3-4小時；

5)季銨化和氫氧化處理為：將上述得到的復合膜從玻璃板表面剝離，然后用胺的水溶液浸漬24-96小時，取出后用去離子水浸泡清洗0.5-1小時，再置入0.5-2M氫氧化鈉水溶液中處理22-48小時。

4.如權利要求2所述陰離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述聚合物基膜材料包括：聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物或聚苯并咪唑；所述聚合單體包括氯甲基苯乙烯(VBC)或甲基丙烯酸環氧丙酯(GMA)。

5.如權利要求2所述陰離子交換膜的制備方法，其特征在于：所述胺的水溶液為質量分數33-40％的三甲胺水溶液；質量分數33-40％三甲胺水溶液與N，N，N’，N’-四甲基乙二胺的混合溶液，它們的體積比4～1∶1；或，質量分數33-40％三甲胺水溶液與質量分數25-28％氨水的混合溶液，它們的體積比4～1∶1。