[发明专利]一种有机-无机复合碱性聚电解质膜的制备方法

权利要求书

1.有机-无机复合碱性聚电解质膜在制备碱性聚电解质燃料电池中的应用，其特征在于，所述有机-无机复合碱性聚电解质膜的制备方法包括以下步骤：

（1）将细菌纤维素膜在去离子水中浸泡12~48 h 使其充分吸涨，捞出后再浸泡在0.1~1.0 mol/L NaOH 溶液中90℃加热处理 1~5 h，随后冷却至室温，再用去离子水反复清洗至中性，得到纯化的细菌纤维素膜；

（2）将步骤（1）中所得纯化的细菌纤维素膜浸没于混合盐溶液中，然后往该溶液中加入尿素，搅拌反应8-24小时后，将含有细菌纤维素膜的混合溶液转移到水热反应釜中，于100℃~200℃ 水热反应 12-24 h，待反应釜自然冷却到室温后，将复合膜反复清洗至滤液为中性，然后冷冻干燥，得水滑石包覆细菌纤维素膜；

（3）将季铵化聚合物溶解于溶剂中，形成质量百分比浓度为1%~15%的季铵化聚合物溶液，所述季铵化聚合物的季铵化取代度为20%~60%；

（4）将步骤（3）所得季铵化聚合物溶液浸渍填充到步骤（2）所得水滑石包覆细菌纤维素膜中，然后经干燥、冷却、揭膜、离子交换，得到有机-无机复合碱性聚电解质膜；

步骤（2）中所述混合盐溶液为含有Mg²⁺和Al³⁺的溶液，其中Mg²⁺的摩尔浓度为0.02~0.25mol/L，Mg²⁺和Al³⁺的摩尔比为2:1~4:1；尿素与Mg²⁺的摩尔比为5:1~15:1；

细菌纤维素直径为30~100 nm，长度为10 μm~50μm。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，细菌纤维素直径为50~100 nm，长度为10 μm~20μm。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤（3）中所述季铵化聚合物为季铵化聚苯醚、季铵化聚砜、季铵化聚醚醚酮和季铵化壳聚糖中的任一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤（3）中所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和2 vol.%的醋酸水溶液中的任一种。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述步骤（4）为：将步骤（2）所得水滑石包覆细菌纤维素膜平铺在玻璃成膜板上，再将步骤（3）所得季铵化聚合物溶液浇筑到玻璃成膜板上，然后经干燥、冷却、揭膜、离子交换，得到有机-无机复合碱性聚电解质膜。