[發(fā)明專(zhuān)利]PPTA改性的全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310576820.4
• 申請(qǐng)日: 2023-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116544472A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇碧海;袁海朝;徐鋒;賈湃湃;王曉靜;高楊;楊榮茜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北金力新能源科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/1069
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/1069;H01M8/1053;H01M8/1067
• 代理公司: 天津賽凌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12270
• 代理人: 李蕊

1.一種全氟磺酸聚合物和PPTA混合層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，將致孔劑、PPTA樹(shù)脂和濃硫酸混合，得到第一混合物，將第一混合物攪拌至致孔劑、PPTA樹(shù)脂均勻分散在濃硫酸中，得到第二混合物，將第二混合物真空脫泡，得到PPTA多孔鑄膜液；

S2，將所述PPTA多孔鑄膜液刮涂在基板上，放入純水中，待凝固后從基板剝離，再置于超濾水中浸泡15～30h，得到PPTA多孔膜；

S3，將PPTA多孔膜浸入全氟磺酸鑄膜液中，浸泡0.5～1.5h后在真空環(huán)境下干燥，得到全氟磺酸聚合物和PPTA混合層，其中，所述全氟磺酸鑄膜液為Nafion樹(shù)脂溶于溶劑后形成的溶液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在S1中，所述致孔劑為PEG；

在S1中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，所述致孔劑和PPTA樹(shù)脂的比為(1～5):(1～6)；

在S1中，所述致孔劑的質(zhì)量份數(shù)和濃硫酸的體積份數(shù)的比為(1～5)：(10～25)，所述質(zhì)量份數(shù)的單位為mg，所述體積份數(shù)的單位為mL，所述濃硫酸的濃度≥97wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在S3中，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮和乙醇中的一種或幾種；

在S3中，通過(guò)60～120℃攪拌1～10h實(shí)現(xiàn)Nafion樹(shù)脂溶于溶劑中；

在S3中，全氟磺酸鑄膜液中Nafion樹(shù)脂的濃度為10～30wt％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在S3中，所述Nafion樹(shù)脂由Nafion溶液于80～100℃干燥4～8h獲得。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在S3中，干燥的溫度為60～120℃，干燥的時(shí)間為5～10h；

在S1中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為300～1000r/min，所述攪拌的時(shí)間為1～5h，所述攪拌的溫度為50～100℃。

6.如權(quán)利要求1所述制備方法獲得全氟磺酸聚合物和PPTA混合層。

7.一種PPTA改性的全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜，其特征在于，其為層狀結(jié)構(gòu)，包括：上層、中間層和下層，所述上層、中間層和下層從上至下依次設(shè)置，其中，

所述中間層為權(quán)利要求6所述全氟磺酸聚合物和PPTA混合層；

上層與下層均為Nafion樹(shù)脂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述PPTA改性的全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜的厚度為10～70μm；

所述中間層的厚度為10～50μm。

9.如權(quán)利要求7所述PPTA改性的全氟磺酸類(lèi)質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于，包括：在所述中間層的兩側(cè)表面涂布全氟磺酸鑄膜液得到復(fù)合膜，待全氟磺酸鑄膜液充分浸潤(rùn)后將復(fù)合膜干燥。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，全氟磺酸鑄膜液充分浸潤(rùn)的時(shí)間為1-2h；

所述將復(fù)合膜干燥的條件為60～120℃溫度下放置5～10h。