[发明专利]一种燃料电池用高温质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1聚合物基膜的制备：将乙烯基功能化Zr-MOFs、2-三甲基硅氧基-1,1,1,5,5,5-六氟戊-2-烯-4-酮、乙烯雌酚二磷酸酯、1-(9-H-芴-9-甲基)氢哌嗪-1,2,4-三羧酸-4-烯丙酯、1,1,1-三(4-三氟乙烯基氧基苯基)乙烷、(E)-3-(2-(1H-四唑-5-基)乙烯基)-6-氟-1H-吲哚、2-氨基-1-丙烯基-1,1,3-三甲腈、乳化剂、引发剂加入到高沸点溶剂中，超声5-10分钟，后浇注在模具中，再将模具置于氮气或惰性气体氛围，70-80℃下烘6-8小时；得到聚合物基膜；

步骤S2改性聚合物基膜：将经过步骤S1制备得到的聚合物基膜浸泡在50-60℃下的质量分数为10-20％的氯甲基磷酸的水溶液中6-8小时，后取出，并置于真空干燥箱60-80℃中干燥至恒重；

步骤S3质子传导介质的掺杂：将步骤S2中制备得到的改性聚合物基膜浸泡在70-80℃下质量分数为60-80％的质子传导介质溶液中15-25小时，后取出用滤纸擦拭膜表面，并置于70-80℃下真空干燥10-15小时，得到高温质子交换膜。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述乙烯基功能化Zr-MOFs、2-三甲基硅氧基-1,1,1,5,5,5-六氟戊-2-烯-4-酮、乙烯雌酚二磷酸酯、1-(9-H-芴-9-甲基)氢哌嗪-1,2,4-三羧酸-4-烯丙酯、1,1,1-三(4-三氟乙烯基氧基苯基)乙烷、(E)-3-(2-(1H-四唑-5-基)乙烯基)-6-氟-1H-吲哚、2-氨基-1-丙烯基-1,1,3-三甲腈、乳化剂、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:1:1:0.3:1:0.2:0.3:(0.05-0.08):(20-30)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种；所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二叔丁基、过氧化环己酮中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述乳化剂选自苯乙基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯酯、聚丙烯酰胺乳化剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述聚合物基膜、氯甲基磷酸的水溶液的质量比为1:(10-20)。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述改性聚合物基膜、质子传导介质溶液的质量比为1:(10-20)。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池用高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述质子传导介质为磷酸、1,3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、氯化N-丁基吡啶、氯化1-羧甲基-3-甲基咪唑中的至少一种。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的燃料电池用高温质子交换膜的制备方法制备而成的燃料电池用高温质子交换膜。