[发明专利]一种质子交换膜、其制备方法和环保燃料电池

权利要求书

1.一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将碳纳米管分散液与硅溶胶混合均匀，获得混合物A；

将壳聚糖溶液和聚乙烯醇溶液混合均匀，获得混合物B；

将所述混合物A和部分所述混合物B混合均匀后倒入模具中流延成膜，烘干后将其浸泡在碱液中，随后用去离子水清洗、烘干，得到杂化膜A；

将所述杂化膜A浸泡在离子液体和磷钨酸的混合溶液中，随后用去离子水清洗、烘干，得到杂化膜B；

将剩余所述混合物B涂覆在所述杂化膜B表面，烘干后将其浸泡在交联剂溶液中，随后用去离子水清洗、烘干，得到质子交换膜；其中，

所述得到杂化膜A的过程中，碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，质量分数为20~30wt%，浸泡在碱液中的时间为0.5~1h。

2.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液由以下步骤得到：将碳纳米管分散至去离子水中，得到质量分数为1~5wt%的碳纳米管分散液；

所述硅溶胶由以下步骤得到：将氨水分散至乙醇中，随后加入正硅酸乙酯，室温搅拌4~6h，选用的正硅酸乙酯、氨水和乙醇的体积比为1：（0.8~1.2）：（0.2~0.4）；

所述碳纳米管分散液与所述硅溶胶的质量比为1：（10~15）。

3.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液由以下步骤得到：将壳聚糖和冰醋酸分散至去离子水中，得到质量分数为1~5wt%的壳聚糖溶液，壳聚糖与冰醋酸的质量比为1：（0.8~1.2）；

所述聚乙烯醇溶液由以下步骤得到：将聚乙烯醇分散至去离子水中，得到质量分数为1~5wt%的聚乙烯醇溶液；

所述壳聚糖溶液与所述聚乙烯醇溶液的质量比为1：（0.5~1.5）。

4.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，将所述混合物A和部分混合物B混合均匀的过程中，混合物A与部分混合物B的质量比为1：（100~300），搅拌的温度为50~60℃，搅拌的时间为2~4h。

5.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂溶液为稀硫酸，摩尔浓度为1~3%。

6.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述磷钨酸与离子液体的质量比比为1：（0.5~0.6）。

7.根据权利要求1所述质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述浸泡在交联剂溶液的时间为20~24h。

8.一种质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜通过权利要求1~7中任一项所述质子交换膜的制备方法得到。

9.一种环保燃料电池，其特征在于，所述环保燃料电池中的质子交换膜通过权利要求1~7中任一项所述质子交换膜的制备方法得到。