[发明专利]一种高性能的质子交换膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜为磷酸掺杂的聚苯并咪唑交联膜，所述聚苯并咪唑交联膜的制备原料包括聚苯并咪唑和2，5-二氯-1，4-苯二胺。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述2，5-二氯-1，4-苯二胺的质量为所述聚苯并咪唑质量的1-10％。

3.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于，所述聚苯并咪唑为芳醚型聚苯并咪唑，平均分子量为100±20KDa。

4.权利要求1至3任意一项所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚苯并咪唑溶解于有机溶剂中，得到聚苯并咪唑溶液；

(2)将2，5-二氯-1，4-苯二胺溶解于步骤(1)制得的聚苯并咪唑溶液，得到聚苯并咪唑混合溶液；

(3)将步骤(2)制得的聚苯并咪唑混合溶液经成型、烘干成膜，得到聚苯并咪唑交联膜；

(4)将步骤(3)制得的聚苯并咪唑交联膜浸泡于磷酸溶液中，经干燥后，得到所述质子交换膜。

5.根据权利要求4所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述聚苯并咪唑溶液中聚苯并咪唑的固体含量为2-10wt％。

6.根据权利要求4所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

7.根据权利要求4所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶解的温度为75-85℃，溶解的时间为3-6小时。

8.根据权利要求4所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在所述成型前还包括对所述聚苯并咪唑混合溶液进行超声分散的步骤，所述超声分散的时间为30-60分钟。

9.根据权利要求4所述的质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥的温度为110-120℃，干燥的时间为10-12小时。

10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求1至3任意一项所述的质子交换膜。