[發明專利]Nafion接枝聚乙烯基唑類復合質子交換膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201510369330.2
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN105186023B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 馮凱;湯蓓蓓;武培怡
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01M8/1041
• 分類號: H01M8/1041;H01M8/1081
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 陸飛,盛志范

1.一種Nafion接枝聚乙烯基唑類復合質子交換膜的制備方法，以Nafion為ATRP大分子引發劑引發乙烯基唑類單體聚合，用于制備Nafion接枝聚乙烯基唑類復合質子交換膜，具體步驟為：

（1）向Nafion溶液中加入乙烯基唑類單體和聯吡啶，攪拌均勻后，重復冷凍-脫氣-溶解步驟，以除去體系中的氧氣；

（2）向上述體系中加入ATRP催化劑，重復冷凍-脫氣-溶解步驟，以進一步除去體系中的氧氣后，在20~100℃條件下，反應6~240h；隨后，經透析、干燥處理，得到產物；

（3）將上述產物溶解于高沸點溶劑中以配成質量體積比為1~40%的均相溶液，以該均相溶液為鑄膜液涂覆成膜，置于60~70℃烘箱中，升溫至110~150℃，然后抽真空，保持6~36h；最后該膜經雙氧水溶液和酸浸泡，即得到Nafion接枝聚乙烯基唑類復合質子交換膜；

所述的高沸點溶劑為沸點高于120℃的N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種的混合物。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟（1）中所述的乙烯基唑類單體為乙烯基吡唑、乙烯基咪唑、乙烯基三唑或乙烯基四唑，或其衍生物中的一種或幾種的混合物，其用量為Nafion質量的0.01~50倍；所述的聯吡啶，其用量為乙烯基唑類單體質量的0.06‰~3%。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于步驟（2）中所述的ATRP催化劑為鹵化銅CuX中的一種或幾種的混合物，X為Br或Cl，其用量為乙烯基唑類單體質量的0.1‰~5%。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟（3）中所述的升溫的升溫速率小于0.5℃/min。

5. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于步驟（3）中所述的經雙氧水溶液和酸浸泡，雙氧水的濃度為2~10 wt%，酸為1~4 mol/L的鹽酸、硫酸或磷酸的一種或其中幾種的混合物。

6.一種由權利要求1-5之一制備方法制備得到的Nafion接枝聚乙烯基唑類復合質子交換膜。