[发明专利]一种含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜，其特征在于，该质子交换膜由八乙烯基笼型倍半硅氧烷和乙烯基膦酸二乙酯经加成反应得到磷酸硅烷，然后将所得膦酸硅烷与含磺化聚醚醚酮的溶液混合并用溶胶-凝胶法成膜，然后将膜浸泡于过量盐酸溶液中进行置换反应得到。

2.根据权利要求1所述的含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜，其特征在于，所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷与乙烯基膦酸二乙酯摩尔比为1：8。

3.根据权利要求1所述的含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜，其特征在于，所述磺化聚醚醚酮的磺化度为60～70％。

4.根据权利要求1所述的含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜，其特征在于，所述含磺化聚醚醚酮的溶液为磺化聚醚醚酮的二甲亚砜溶液，其中磺化聚醚醚酮与二甲亚砜的质量体积比为1g/10mL；所述膦酸硅烷与含磺化聚醚醚酮的溶液中磺化聚醚醚酮的质量比为10～30：100。

5.一种权利要求1-4任一所述的含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将八乙烯基笼型倍半硅氧烷和乙烯基膦酸二乙酯加入乙醇中，随后加入引发剂进行加成反应，反应结束后除去溶剂得到磷酸硅烷；

2)60～80℃下将步骤1)所得磷酸硅烷与含磺化聚醚醚酮的溶液混合，充分搅拌均匀得到透明溶胶，然后采用溶胶-凝胶法制备高分子膜；

3)将步骤2)所得高分子膜浸泡于盐酸溶液中进行置换反应得到含双质子导体的有机-无机复合质子交换膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述八乙烯基笼型倍半硅氧烷与乙醇的质量体积比为0.1g/5～10mL。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述引发剂为AIBN，引发剂加入量为八乙烯基笼型倍半硅氧烷质量的5％。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述加成反应条件为：25～30℃下反应24～36h。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)搅拌时间为24～36h。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述盐酸溶液浓度为1mol/L，置换反应条件为室温下反应24h。