[發(fā)明專利]一種含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810108021.3
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108376791B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈春暉;程向澤;金懷洋;朱希
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H01M8/1041
• 分類號: H01M8/1041;H01M8/1067;H01M8/1072
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

1.一種含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該質(zhì)子交換膜由八乙烯基籠型倍半硅氧烷和乙烯基膦酸二乙酯經(jīng)加成反應(yīng)得到磷酸硅烷，然后將所得膦酸硅烷與含磺化聚醚醚酮的溶液混合并用溶膠-凝膠法成膜，然后將膜浸泡于過量鹽酸溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述八乙烯基籠型倍半硅氧烷與乙烯基膦酸二乙酯摩爾比為1：8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述磺化聚醚醚酮的磺化度為60～70％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述含磺化聚醚醚酮的溶液為磺化聚醚醚酮的二甲亞砜溶液，其中磺化聚醚醚酮與二甲亞砜的質(zhì)量體積比為1g/10mL；所述膦酸硅烷與含磺化聚醚醚酮的溶液中磺化聚醚醚酮的質(zhì)量比為10～30：100。

5.一種權(quán)利要求1-4任一所述的含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)將八乙烯基籠型倍半硅氧烷和乙烯基膦酸二乙酯加入乙醇中，隨后加入引發(fā)劑進(jìn)行加成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后除去溶劑得到磷酸硅烷；

2)60～80℃下將步驟1)所得磷酸硅烷與含磺化聚醚醚酮的溶液混合，充分?jǐn)嚢杈鶆虻玫酵该魅苣z，然后采用溶膠-凝膠法制備高分子膜；

3)將步驟2)所得高分子膜浸泡于鹽酸溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)得到含雙質(zhì)子導(dǎo)體的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述八乙烯基籠型倍半硅氧烷與乙醇的質(zhì)量體積比為0.1g/5～10mL。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述引發(fā)劑為AIBN，引發(fā)劑加入量為八乙烯基籠型倍半硅氧烷質(zhì)量的5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述加成反應(yīng)條件為：25～30℃下反應(yīng)24～36h。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟2)攪拌時間為24～36h。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述鹽酸溶液濃度為1mol/L，置換反應(yīng)條件為室溫下反應(yīng)24h。