[发明专利]疏水凝胶基中高温质子交换膜及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种疏水凝胶基中高温质子交换膜及其制备方法和应用，具体是一种以亲水性单体通过与双亲性大分子接枝改性制备疏水凝胶薄膜并吸附质子导体甲醇溶液，通过真空干燥制备疏水凝胶基中高温质子交换膜的方法。所合成的疏水凝胶基质子交换膜在180℃和无水环境下的质子电导率可达0.001－0.02S·cm-1。本发明的制备方法不同于传统质子导体掺杂的质子交换膜的制备方法，本发明充分利用疏水凝胶薄膜的独特吸附性、多孔结构和保持性将质子导体吸附进入疏水凝胶薄膜的三维网络结构并牢固密封。本发明的疏水凝胶基中高温质子交换膜质子导体吸附量大、质子电导率较高、操作温度宽、制备方法简便易行、成本低廉、改进空间大。

主权项

疏水凝胶基中高温质子交换膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：：(1)、将亲水性单体经提纯除去阻聚剂；(2)、按亲水性单体：水的质量比为1：0.5～1.5，在水中将亲水性单体溶解，形成均匀的单体溶液；(3)、按双亲性大分子：水的质量比为1：1～1.5，在水中将其溶解形成均一的溶液；(4)、在搅拌情况下，加入占亲水性单体重量的5～30%的双亲性大分子、单体重量的0.02～0.08%的交联剂、单体重量的0.2～0.5%的引发剂，控制反应温度在75～85 ℃，在搅拌条件下让聚合反应进行；(5)、待步骤(4)中的反应液粘度达到120～150 mPa·s时将反应液转移至平底器皿中，让聚合反应于10～30 ℃继续进行，形成含水量较高的疏水凝胶薄膜；(6)、疏水凝胶薄膜经剥离、洗涤、干燥，得到干燥的疏水凝胶薄膜；(7)、将干燥的疏水凝胶薄膜浸入浓度为0.1～10 mol·L‑1的质子导体甲醇溶液至溶胀饱和，经洗涤、干燥，形成最终产物疏水凝胶基中高温质子交换膜。