[發明專利]一種自增濕的有序化聚合物膜電極的制備方法

有效

• 申請號: 201410117584.0
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103887521A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 王誠;劉鋒;張劍波;王建龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種自增濕的有序化聚合物膜電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將一片聚合物電解質膜置入兩片對稱放置的具有有序化陣列納米孔洞的氧化物模板之間，并固定成氧化物模板|聚合物電解質膜|氧化物模板三合一組件；

2）將上述三合一組件進行熱壓，使聚合物電解質膜成流動態并進入氧化物模板的陣列孔洞之中；

3）將上述經過熱壓后的三合一組件放置于酸性或堿性溶液之中，溶解聚合物電解質膜兩側的氧化物模板，得到離子交換聚合物納米管陣列|聚合物電解質膜|離子交換聚合物納米管陣列的有序化離子導體；

4）將上述有序化離子導體進行離子交換、清洗，去除雜質離子；

5）在上述有序化離子導體一側制備上陽極催化劑，另一側制備上陰極催化劑，形成有序化聚合物膜電極。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化物模板的材料為氧化鋁、二氧化硅或二氧化鈦。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1）中所述聚合物電解質膜的厚度為5微米～150微米。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化物模板的孔洞直徑為50納米～1微米；所述氧化物模板的厚度可為1微米～100微米。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2）中所述熱壓的條件為：溫度為90-240℃、壓力為0.1-10Mpa，氣氛為氮氣保護氣氛，保溫保壓1-48h。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述陽極或陰極催化劑為用于氧分子還原和氧離子氧化的電催化劑或用于燃料分子氧化和還原的電催化劑。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟5）中制備陽極或陰極催化劑方法為采用濕化學方法、離子濺射、化學鍍、真空鍍或氣相沉積將陽極或陰極催化劑納米顆粒緊密相連覆蓋在離子交換聚合物納米管上。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物電解質膜為陽離子交換膜或陰離子交換膜；所述陽離子交換膜為全氟磺酸膜、部分氟化磺酸膜、非氟磺酸膜、磺化聚醚醚酮膜、磺化聚苯乙烯膜、磺化聚苯并咪唑膜、磺化聚酰亞胺膜、磺化聚砜膜或磺化聚醚砜膜；所述陰離子交換膜為季銨化聚砜膜、季銨化聚苯醚膜、季銨化聚苯乙烯膜中的一種以上。