[發明專利]一種納米復合質子交換膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310739423.0
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103715438A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王景濤;張浩勤;和亞昆;劉金盾;張冰
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/10;H01M2/16;C08J5/22;C08L61/16;C08K9/04;C08K3/04
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

1.?一種納米復合質子交換膜，其特征在于，所述的納米復合質子交換膜為磺化聚醚醚酮和聚多巴胺修飾的氧化石墨烯納米復合質子交換膜。

2.如權利要求1所述的納米復合質子交換膜，其特征在于，膜中磺化聚醚醚酮與聚多巴胺修飾的氧化石墨烯的質量比例為100:2.5-10，磺化聚醚醚酮的磺化度為60-68%。

3.如權利要求1或2所述的納米復合質子交換膜，其特征在于，所述納米復合質子交換膜的厚度為60-70μm。

4.權利要求1所述納米復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，氧化石墨烯經聚多巴胺修飾，然后與磺化聚醚醚酮共混制備納米復合質子交換膜。

5.如權利要求4所述的納米復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，氧化石墨烯經聚多巴胺修飾的過程為：將氧化石墨烯加入pH值為7.5-9.5的多巴胺水溶液中，充分混合后分離干燥得到聚多巴胺修飾的氧化石墨烯。

6.如權利要求5所述的納米復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，多巴胺水溶液的濃度為2.0-8.0?mg/mL，1?g氧化石墨烯加入到20-40?mL的多巴胺水溶液中。

7.如權利要求4所述的納米復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，配制聚多巴胺修飾的氧化石墨烯的二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺溶液，后加入磺化聚醚醚酮并充分混合獲得鑄膜液，磺化聚醚醚酮與聚多巴胺修飾的氧化石墨烯的質量比為100：2.5-10；磺化聚醚醚酮與二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺的質量比為1:8-10。

8.如權利要求4所述的納米復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：

1）將氧化石墨烯加入pH?值為8.5的多巴胺水溶液中，室溫充分攪拌后，離心、去離子水洗滌、60℃干燥得到聚多巴胺修飾的氧化石墨烯，多巴胺水溶液濃度為2.0?mg/mL，1?g氧化石墨烯加入20?mL多巴胺水溶液中；

2）將聚多巴胺修飾的氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺中，在室溫下超聲處理1?h并充分攪拌；再將磺化聚醚醚酮加入到上述二甲基甲酰胺溶液中，繼續攪拌得到鑄膜液；磺化聚醚醚酮與聚多巴胺修飾的氧化石墨烯的質量比為100：2.5-10；磺化聚醚醚酮與二甲基甲酰胺的質量比為1：8-10；

?3）鑄膜液流延在玻璃板上，先60℃下干燥12h，后升溫至80℃繼續干燥12?h得到納米復合質子交換膜。

9.權利要求1-3所述納米復合質子交換膜在高溫無水條件質子交換膜燃料電池中應用。