[發明專利]一種質子交換膜及其制備方法和燃料電池有效
| 申請號： | 202110644580.8 | 申請日： | 2021-06-09 |
| 公開（公告）號： | CN113363542B | 公開（公告）日： | 2023-02-14 |
| 發明（設計）人： | 黃衡恢;樊建濤;張立;陳海平;黃逸斐 | 申請（專利權）人： | 深圳市通用氫能科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/1069 | 分類號： | H01M8/1069;H01M8/1072;H01M8/1088;H01M8/1039;C08F226/04;C08F212/14;C08F226/02;C08F228/02 |
| 代理公司： | 深圳市韋恩肯知識產權代理有限公司 44375 | 代理人： | 黃昌平 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳市坪山區坑梓街道秀*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 質子 交換 及其 制備 方法 燃料電池 | ||
1.一種質子交換膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
制備線性預聚物溶液；所述線性預聚物溶液由二元烯烴胺、乙烯基磺酸鹽及水溶劑的混合溶液在65℃-80℃的反應溫度及氮氣條件下加入引發劑后引發所述混合溶液內的二元烯烴胺與乙烯基磺酸鹽發生自由基聚合反應所得，其中，引發劑為氧化還原體系引發劑；
將所述線性預聚物溶液與全氟磺酸樹脂分散液及混合多元醇按預設比例進行混合反應，以得到聚合物漿料；
將所述聚合物漿料涂覆成膜，并對涂覆形成的膜進行干燥、固化成型，以得到具有交聯互穿網絡結構的質子交換膜；
其中，所述將所述聚合物漿料涂覆成膜，并對涂覆形成的膜進行干燥、固化成型，以得到具有交聯互穿網絡結構的質子交換膜的步驟包括：
將所述聚合物漿料涂覆成膜，并在60℃-80℃的反應溫度下對涂覆形成的膜進行干燥處理；
對經干燥處理后的膜進行交聯固化處理；
對經交聯固化處理后的膜在160℃-180℃的反應溫度下進行熱處理；
對經熱處理后的膜進行活化處理后得到具有交聯互穿網絡結構的質子交換膜；
其中，所述將所述線性預聚物溶液與全氟磺酸樹脂分散液及混合多元醇按預設比例進行混合反應，得到聚合物漿料的步驟之前還包括：
對所述線性預聚物溶液進行酸化處理；
其中，在所述線性預聚物溶液中添加第六預設量的酸性溶液并用截留分子量為8000-14000的透析袋處理，以實現對線性預聚物溶液的酸化處理，得到經酸化處理后的線性預聚物溶液；接著將經酸化處理后的預聚物溶液與全氟磺酸樹脂分散液及混合多元醇按預設比例進行混合反應，以得到聚合物漿料。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備線性預聚物溶液的步驟包括：
將第一預設量的二元烯烴胺與第二預設量的乙烯基磺酸鹽混合，得到預混合物，將所述預混合物溶于第三預設量的水溶劑中，攪拌均勻得到混合溶液；
在65℃-80℃的反應溫度及氮氣條件下，向所述混合溶液中加入引發劑以引發所述混合溶液內的二元烯烴胺與乙烯基磺酸鹽發生自由基聚合反應，以得到所述線性預聚物溶液。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述對經熱處理后的膜進行活化處理的步驟包括：
將經熱處理后的膜置于H2O2及H2SO4溶液中進行活化反應，并在活化反應后對經活化處理后的膜進行干燥。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述二元烯烴胺為具有雙烯烴鍵的有機胺類。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述乙烯基磺酸鹽為具有雙鍵的磺酸鹽。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑由過硫酸鹽與亞硫酸鹽或過硫酸鹽與亞硫酸氫鹽組成。
7.一種質子交換膜，其特征在于，所述質子交換膜由權利要求1-6任意一項所述的制備方法制備得到。
8.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池包括如權利要求7所述的質子交換膜。
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