[发明专利]利用层层自组装技术制备基于氧化石墨烯高温质子交换膜的方法

摘要

本发明属于高温质子交换膜电解质制备领域，具体涉及一种利用层层自组装技术制备基于氧化石墨烯高温质子交换膜的方法。将表面带有负电荷的玻璃基底依次浸泡在：带有正电荷的聚氨酯溶液中；带有负电荷的氧化石墨烯溶液中；带有正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中；带有负电荷的氧化石墨烯溶液中，完成1层三组分自组装，然后重复上述步骤，进行100‑200层自组装制备具有三组分参与自组装的多层复合膜，再浸泡于磷酸溶液中制备磷酸掺杂的层层自组装复合膜。有序的层层结构赋予其高无水质子电导率、低甲醇透过率、良好的机械性能以及稳定性等优点。相对于两组分自组装，利用三组分体系制备的复合膜在性质调控等方面更具有优势。

主权项

1.一种利用层层自组装技术制备基于氧化石墨烯高温质子交换膜的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：(1)将氧化石墨烯GO加入到100mL水中，配制成质量分数为1‑3％的GO水溶液；(2)用食人鱼溶液处理过的表面带负电的玻璃片浸入到质量分数为1‑5％的聚氨酯PU水溶液中，浸泡6‑10分钟；(3)取出玻璃片，在去离子水中浸泡15‑25秒后，取出吹至表面无水，再浸泡在步骤(1)制备的质量分数为1‑3％的GO水溶液中6‑10分钟；(4)取出玻璃片，在去离子水中浸泡15‑25秒后，取出吹至表面无水，再浸泡在质量分数为1‑3％的聚二烯丙基二甲基氯化铵PDDA水溶液中6‑10分钟；(5)重复步骤(3)，完成一次组装，记为(PU/GO/PDDA/GO)₁自组装膜；(6)重复步骤(2)‑(5)过程100‑200次，完成(PU/GO/PDDA/GO)_100‑200膜自组装，浸泡在质量分数为0.4～0.6％氢氟酸溶液中8～12分钟，取出(PU/GO/PDDA/GO)_100‑200自组装膜；(7)于25℃，将(PU/GO/PDDA/GO)_100‑200自组装膜浸泡在装有质量分数为40‑85％磷酸PA水溶液的密闭容器中20‑30小时，制备(PU/GO/PDDA/GO)_100‑200/PA自组装膜。