[发明专利]一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的复合质子交换膜由包括以下重量份含量的组分制备而成：功能性单体0.8-1.6份，Nafion醇溶液0.2-9份，光生酸剂0.01-0.5份以及交联剂0.7-1.2份。

2.根据权利要求1所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的功能性单体包括含不饱和双键的单体或含环氧基的单体。

3.根据权利要求2所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的含不饱和双键的单体包括乙烯基磺酸钠、二乙烯基苯、1-乙烯基咪唑、4-乙烯基咪唑、乙烯基四唑、乙烯基吡啶、丙烯酸或乙烯基磷酸中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的含环氧基的单体包括八环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷或三环氧基取代的多面体低聚倍半硅氧烷中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的Nafion醇溶液中溶质的质量浓度为0.005-0.05g/mL。

6.根据权利要求5所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的溶质为分子链仅含C-F键、C-C键及磺酸基团的全氟磺酸树脂。

7.根据权利要求1所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的光生酸剂为硫鎓盐类光生酸剂，该硫鎓盐类光生酸剂包括但不限于以下化学结构：

8.根据权利要求1所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜，其特征在于，所述的交联剂包括苯二乙烯、丙二烯、二乙烯基二甲基硅烷、1,2,4-三乙烯基环己烷、三乙烯基氯硅烷、对苯二胺或二氨基二苯醚中的一种或多种。

9.如权利要求1至8任一项所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下重量份含量的组分备料：功能性单体0.8-1.6份，Nafion醇溶液0.2-9份，光生酸剂0.01-0.5份以及交联剂0.7-1.2份；

步骤(2)：按重量份将功能性单体溶解于醇中，在避光条件下，按重量份加入光生酸剂，充分搅拌至溶解，制得混合溶液；

步骤(3)：按重量份将Nafion醇溶液加入到步骤(2)制得的混合溶液中，混合均匀，再于聚四氟乙烯板上浇铸成膜，于光照条件下，置于真空干燥箱中进行烘干处理，制得含半互穿网络结构的全氟磺酸树脂复合膜；

步骤(4)：将步骤(3)制得的含半互穿网络结构的全氟磺酸树脂复合膜浸泡在稀盐酸溶液中12-24小时，取出水洗并烘干至恒重，即制得所述的半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜。

10.根据权利要求9所述的一种半互穿网络结构增强Nafion复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的Nafion醇溶液的配制方法为：将全氟磺酸树脂在NaOH溶液中浸泡22-26小时后，取出烘干至恒重，然后于60-70℃条件下，加入到异丙醇中，充分搅拌溶解；

步骤(2)中所述的醇为异丙醇；

步骤(3)中所述的烘干处理的条件为：控制温度为35-45℃，烘干时间为20-28小时；

步骤(4)中所述的稀盐酸溶液中溶质的质量百分浓度为8-12％。