[發明專利]一種有機-無機復合堿性聚電解質膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110258319.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113036194B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 龔春麗;文勝;劉海;胡富強;鐘菲;汪杰;屈婷;倪靜
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: H01M8/1072
• 分類號: H01M8/1072;H01M8/1041
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

1.有機-無機復合堿性聚電解質膜在制備堿性聚電解質燃料電池中的應用，其特征在于，所述有機-無機復合堿性聚電解質膜的制備方法包括以下步驟：

（1）將細菌纖維素膜在去離子水中浸泡12~48 h 使其充分吸漲，撈出后再浸泡在0.1~1.0 mol/L NaOH 溶液中90℃加熱處理 1~5 h，隨后冷卻至室溫，再用去離子水反復清洗至中性，得到純化的細菌纖維素膜；

（2）將步驟（1）中所得純化的細菌纖維素膜浸沒于混合鹽溶液中，然后往該溶液中加入尿素，攪拌反應8-24小時后，將含有細菌纖維素膜的混合溶液轉移到水熱反應釜中，于100℃~200℃ 水熱反應 12-24 h，待反應釜自然冷卻到室溫后，將復合膜反復清洗至濾液為中性，然后冷凍干燥，得水滑石包覆細菌纖維素膜；

（3）將季銨化聚合物溶解于溶劑中，形成質量百分比濃度為1%~15%的季銨化聚合物溶液，所述季銨化聚合物的季銨化取代度為20%~60%；

（4）將步驟（3）所得季銨化聚合物溶液浸漬填充到步驟（2）所得水滑石包覆細菌纖維素膜中，然后經干燥、冷卻、揭膜、離子交換，得到有機-無機復合堿性聚電解質膜；

步驟（2）中所述混合鹽溶液為含有Mg²⁺和Al³⁺的溶液，其中Mg²⁺的摩爾濃度為0.02~0.25mol/L，Mg²⁺和Al³⁺的摩爾比為2:1~4:1；尿素與Mg²⁺的摩爾比為5:1~15:1；

細菌纖維素直徑為30~100 nm，長度為10 μm~50μm。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，細菌纖維素直徑為50~100 nm，長度為10 μm~20μm。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，步驟（3）中所述季銨化聚合物為季銨化聚苯醚、季銨化聚砜、季銨化聚醚醚酮和季銨化殼聚糖中的任一種。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，步驟（3）中所述溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜和2 vol.%的醋酸水溶液中的任一種。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述步驟（4）為：將步驟（2）所得水滑石包覆細菌纖維素膜平鋪在玻璃成膜板上，再將步驟（3）所得季銨化聚合物溶液澆筑到玻璃成膜板上，然后經干燥、冷卻、揭膜、離子交換，得到有機-無機復合堿性聚電解質膜。