[发明专利]一种用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法

权利要求书

1.一种用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、氧化石墨的制备：采用天然石墨作为原料，添加浓硫酸和磷酸混合均匀，在低温下进行反应，再加入高锰酸钾进行氧化，最后冷冻干燥，获得氧化石墨；

S2、磺化氧化石墨的制备：采用对氨基苯磺酸通过重氮盐置换作用在所述步骤S1制备的氧化石墨上接上磺酸基，获得磺化氧化石墨；

S3、改性羧甲基纤维素钠薄膜的制备：将所述步骤S2制备的磺化氧化石墨分散在去离子水中，添加羧甲基纤维素钠溶液混合均匀，涂布成膜并干燥，获得改性羧甲基纤维素钠薄膜。

2.如权利要求1所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S3后还包括步骤S4：

S4、复合质子交换膜的制备：将所述步骤S3制备的改性羧甲基纤维素钠薄膜重复n次浸渍聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液和聚对苯乙烯磺酸钠溶液，获得复合质子交换膜，其中，n为大于等于1的整数。

3.如权利要求1所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：

S31、将所述步骤S2制备的磺化氧化石墨溶解于去离子水中，搅拌并超声处理，制得磺化氧化石墨溶液；

S32、将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水中，并与所述步骤S31制得的磺化氧化石墨溶液混合，之后添加交联剂，搅拌均匀，得到混合溶液；

S33、对所述步骤S32制得的混合溶液进行超声和搅拌，各重复多次；

S34、将所述步骤S33最终得到的混合液置于有机玻璃板成膜区内，干燥，制得薄膜初产品；

S35、对所述步骤S34制得的薄膜初产品置于硫酸中激活处理，冲洗，去除膜表面残余的硫酸，获得改性羧甲基纤维素钠薄膜。

4.如权利要求3所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S31中的磺化氧化石墨的质量为步骤S32中羧甲基纤维素钠的质量的1％-9％。

5.如权利要求3所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S32中的交联剂为戊二醛，戊二醛的质量分数为2％。

6.如权利要求3所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S33中的一次超声时间为20-60min，一次搅拌时间为10-30min。

7.如权利要求3所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S34中的干燥温度为50-90℃，干燥时间为12-36h。

8.如权利要求3所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S35中的硫酸浓度为0.5-2mol/L，激活处理时间为24-48h。

9.如权利要求2所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S4具体如下：

将所述步骤S3制备的改性羧甲基纤维素钠薄膜首先浸入聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中反应，之后取出冲洗表面，再浸入聚对苯乙烯磺酸钠溶液中反应，反复浸泡以上两溶液n次，最后取出冲洗，得到复合质子交换膜。

10.如权利要求9所述的用于全钒液流电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于：所述步骤S4中的聚二烯丙基二甲基氯化铵的质量分数为1％-10％，聚对苯乙烯磺酸钠的质量分数为1％-10％。