[发明专利]一种无机-有机自修复燃料电池质子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种无机-有机自修复燃料电池质子交换膜，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：明矾10～30份、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1～20份、三乙醇胺2～15份、甲基硅酸钠5～15份、二氧化硅气凝胶5～20份、硫酸钙3～18份、磺化聚醚醚酮30～50份。

2.根据权利要求1所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：明矾13～27份、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱5～15份、三乙醇胺3～12份、甲基硅酸钠7～12份、二氧化硅气凝胶8～15份、硫酸钙5～12份、磺化聚醚醚酮35～45份。

3.根据权利要求1所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜，其特征在于，由包括以下重量份的原料制备而成：明矾21份、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱12份、三乙醇胺8份、甲基硅酸钠10份、二氧化硅气凝胶11份、硫酸钙10份、磺化聚醚醚酮42份。

4.权利要求1～3任一项所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、无机基体的制备：将明矾、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、三乙醇胺，甲基硅酸钠、二氧化硅气凝胶、硫酸钙混合，研磨至纳米级胶体，得到无机基体；

b、有机基体的制备：将磺化聚醚醚酮溶解于有机溶剂中，得到有机基体；

c、复合成膜：将无机基体、有机基体和辅助分散剂在均质机中均化，浇注成膜，干燥，得到无机-有机自修复燃料电池质子交换膜。

5.根据权利要求4所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N -二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

6.根据权利要求4所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述有机基体中，磺化聚醚醚酮的质量浓度为5～20%。

7.根据权利要求4所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述辅助分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯。

8.根据权利要求7所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述辅助分散剂的加入量为有机基体质量的1～5%。

9.根据权利要求4所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：所述均质机为压力式均质机，采用二段式压力，第一段压力为23～28MPa，均化时间为1～5h，第二段均质的压力为5～8MPa，均化时间为1～5h；优选第一段压力为25MPa，均化时间为3h，第二段均质的压力为6MPa，均化时间为2h。

10.根据权利要求4所述的无机-有机自修复燃料电池质子交换膜的制备方法，其特征在于：均化的温度为40～60℃。