[发明专利]一种自由基淬灭剂及其制备方法和其在膜电极的应用

权利要求书

1.一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述自由基淬灭剂包括载体和活性物质，载体为炭黑、碳纳米管或石墨烯，活性物质为CeO₂、MnO₂、WO₃、Fe₃O₄、RuO₂、贵金属磷酸化合物、金属磷酸化合物或金属氟化物中任意一种或几种，自由基淬灭剂中活性物质的含量为10～60wt％。

2.如权利要求1所述的一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述自由基淬灭剂的活性物质为纳米型颗粒，活性物质的粒径为1-50nm。

3.如权利要求1或2所述的一种自由基淬灭剂，其特征在于，所述载体为碳纳米管或石墨烯；活性物质为CeO₂或MnO₂；自由基淬灭剂中活性物质的含量为10～30wt％。

4.一种自由基淬灭剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

对载体进行氧化处理；

通过液相合成法，碱性试剂将活性物质前驱体沉降于所述载体上，活性物质前驱体再被还原或氧化从而将活性物质负载于所述载体上。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述载体在1-5mol/L的氧化剂中处理，处理温度50-130℃；

处理后的载体经过烘干，和活性物质前驱体混合，加入水醇溶液和碱性试剂，在120-180℃条件下反应2-10h，生成所述自由基淬灭剂。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为硝酸、硫酸、高氯酸、双氧水、重铬酸钾或高锰酸钾中的任意一种；

活性物质/(活性物质+载体)的质量比为10-60wt％；所述碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的任意一种；水、醇、碱性试剂的体积比为(40-60)：(20-30)：(1-5)。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为硝酸、硫酸或双氧水中的任意一种。

8.一种自由基淬灭剂在膜电极的应用，其特征在于，所述膜电极的质子交换膜表面设置所述自由基淬灭剂的反应层，用于阻断自由基攻击和腐蚀质子交换膜全氟磺酸上的基团。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述自由基淬灭剂喷涂于质子交换膜的两侧：先通过自由基淬灭剂配置成浆料，然后采用喷涂工艺，进行喷涂。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述自由基淬灭剂的喷涂厚度为200nm-2μm。