[發(fā)明專利]一種可用于膜燃料電池的高溫質(zhì)子交換膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710979811.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107834089B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程寒松;張運豐;董佳明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢氫陽能源有限公司
• 主分類號: H01M8/124
• 分類號: H01M8/124
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高玲玲

1.一種可用于燃料電池的高溫質(zhì)子交換膜，其特征在于：所述質(zhì)子交換膜的成膜原料包括聚乙烯醇和磷酸化殼聚糖；

所述磷酸化殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為原料總量的15％～60％；

所述磷酸化殼聚糖的取代度為0.5～1.5；

所述質(zhì)子交換膜采用以下步驟制備而成：

(1)將殼聚糖與氧化磷反應(yīng)制備磷酸化殼聚糖：

(2)將磷酸化殼聚糖與聚乙烯醇復(fù)合，即得到高溫質(zhì)子交換膜；

所述步驟1制備磷酸化殼聚糖的具體步驟為：將殼聚糖完全溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的甲烷磺酸水溶液中，在不斷攪拌下緩慢加入P₂O₅，在冰浴條件下繼續(xù)攪拌至反應(yīng)結(jié)束，加入乙醚使產(chǎn)物沉淀、抽濾、洗滌，真空常溫干燥得到產(chǎn)品，磷酸通過共價鍵懸掛在殼聚糖高分子上。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述可用于膜燃料電池的高溫質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將殼聚糖與氧化磷反應(yīng)制備磷酸化殼聚糖：

(2)將磷酸化殼聚糖與聚乙烯醇復(fù)合，即得到高溫質(zhì)子交換膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1制備磷酸化殼聚糖的具體步驟為：將殼聚糖完全溶解于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的甲烷磺酸水溶液中，在不斷攪拌下緩慢加入P₂O₅，在冰浴條件下繼續(xù)攪拌至反應(yīng)結(jié)束，加入乙醚使產(chǎn)物沉淀、抽濾、洗滌，真空常溫干燥得到產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述殼聚糖與五氧化二磷質(zhì)量比為1:1，殼聚糖：35％甲烷磺酸＝1g:50mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述洗滌采用乙醚洗滌3次，丙酮洗滌3次，甲醇洗滌3次，最后用乙醚洗滌1次。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟2高溫質(zhì)子交換膜具體制備步驟為：先將膦酸化殼聚糖溶解在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的醋酸溶液中，聚乙烯醇溶解在蒸餾水中，然后將兩種液體攪拌均勻后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％戊二醛溶液，攪拌均勻后流延成膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述膦酸化殼聚糖和聚乙烯醇的質(zhì)量比為1：1～3。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫質(zhì)子交換膜在燃料電池中的應(yīng)用，其特征在于：所述燃料電池的工作溫度為80～250℃。