[发明专利]一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜由包含以下重量份的原料制成：全氟磺酸树脂80-92份、聚苯乙烯磺酸钠3-7份、硅烷偶联剂0.2-0.5份、玻璃纤维粉1-3份、醇35-50份、水56-64份、纳米银粉0.5-1份、竹炭粉0.2-0.7份、壳聚糖粉1-2.5份。

2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜还包括如下重量份的原料：纳米纤维支架0.2-0.8份；纳米纤维支架包括如下重量份的原料：聚己内酯5-15份、聚乙烯吡咯烷酮15-30份、1-4二氧六环2.5-6份、水90-110份。

3.根据权利要求2所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述纳米纤维支架采用如下方法制备而成：

Ⅰ、称取聚己内酯、聚乙烯吡咯烷酮、水、1-4二氧六环混合后搅拌15-35min，制得预混液；

Ⅱ、将Ⅰ制得的预混液依次经陈化、冷冻后制得凝块支架；

Ⅲ、将Ⅱ制得凝块支架置于4-8摄氏度蒸馏水中浸泡2-5d，经干燥后制得纳米纤维支架。

4.根据权利要求3所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述步骤Ⅱ中的陈化温度为-1～1摄氏度，陈化时间为2-5h；冷冻温度为-25～-15摄氏度，冷冻时间为1-4h。

5.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550。

6.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜，其特征在于，所述醇选用乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称取水总量1/8的水、聚苯乙烯磺酸钠、硅烷偶联剂、玻璃纤维粉，混合后搅拌10-25min，制得搅拌液；

S2、称取剩余水与醇混合搅拌后制得醇溶液，称取全氟磺酸树脂置于醇溶液中升温到200-240摄氏度搅拌4-6h，制得溶解液；

S3、将S2制得的溶解液降温至35-55摄氏度后添加S1制得的搅拌液，搅拌后制得混合溶液，混合溶液流延成膜后经干燥制得复合质子交换膜。

8.根据权利要求7所述的一种用于氢燃料电池的复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，S1中混合后升温至35-60摄氏度搅拌10-25min，制得搅拌液。