[发明专利]一种燃料电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺的制备：将2,5-哌啶二羧酸、4,4-二氨基二苯硫醚、催化剂加入到高沸点溶剂中，搅拌40-60分钟，得到混合液，然后将混合物料转移到高压反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，将高压反应釜中温度保持在230-250℃、压强保持在1-2MPa，搅拌反应3-5h，而后于1-2小时内缓慢排气降压至0.5-0.8MPa，同时将高压反应釜内温度升温至270-290℃，搅拌反应0.5-1小时，最后在真空条件下，控制温度在225-235℃之间，搅拌反应8-12h，反应结束后，冷却至室温，在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后取出并置于鼓风干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺；

步骤S2、葡萄糖苷改性聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺的制备：将聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺、甲基6-氯-6-脱氧-alpha-D-吡喃葡萄糖苷、碱性催化剂加入到N-甲基吡咯烷酮中，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-7次，最后取出并置于鼓风干燥箱中85-95℃下干燥至恒重，得到葡萄糖苷改性聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺；

步骤S3、交联固化成膜：将经过步骤S2制备得到的葡萄糖苷改性聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺、1,4-二氯环己烷溶于N,N-二甲基甲酰胺中得到溶液，然后浇注于聚四氟乙烯板上，在80-90℃下干燥至恒重，得到基膜；

步骤S4、离子交换：将经过步骤S3中制备得到的基膜浸泡在55-65℃下0.5-1.0mol/L的氢氧化钠水溶液中30-48小时进行离子交换，之后取出浸入去离子水中直至去离子水呈中性，最后取出产品并滤去表面水分，放入65-75℃的真空干燥箱中干燥至恒重。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述2,5-哌啶二羧酸、4,4-二氨基二苯硫醚、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.24:(0.4-0.6):(6-10)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺、甲基6-氯-6-脱氧-alpha-D-吡喃葡萄糖苷、碱性催化剂、N-甲基吡咯烷酮的质量比为1.1:1:(0.6-1):(7-10)。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述葡萄糖苷改性聚2,5-哌啶二羧酸4,4-二氨基二苯硫醚酰胺、1,4-二氯环己烷、N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.19:(20-40)。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的燃料电池隔膜的制备方法制备得到的燃料电池隔膜。