[发明专利]一种基于表面改性聚合物骨架的增强型质子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种基于表面改性聚合物骨架的增强型质子交换膜的制备方法，其特征在于操作步骤如下：

（1）将缓冲剂三氨基甲烷盐酸盐加入到去离子水中，然后加入多巴胺盐酸盐，得到浓度0.2wt%的多巴胺溶液；

（2）将聚合物多孔增强骨架浸泡于所述多巴胺溶液中，取出用去离子水清洗，烘干，得到多巴胺亲水改性聚合物增强骨架；

所述聚合物多孔增强骨架为聚四氟乙烯微孔膜、聚偏氟乙烯静电纺丝微孔膜中的一种；

在多巴胺溶液中的浸泡时间为1-2h；所述清洗时间为5-30min；烘干条件为温度60-80℃、时间12-24h；

（3）将所述多巴胺亲水改性聚合物骨架浸泡于浓度120mM的正丙醇锆Zr(OnPr)₄溶液中，取出用正丙醇清洗，在去离子水中水解，烘干，得到氧化锆ZrO₂涂层改性的聚合物增强骨架；

在正丙醇锆溶液中的浸泡时间为1-5min；清洗时间为2-5min；水解时间为2-5min；烘干条件为温度100-120℃、时间10-30min；

（4）重复步骤（3）的操作一次以上，将浓度20wt%的磺酸树脂溶液涂布到所述氧化锆涂层改性的聚合物增强骨架的两侧面，烘干，热退火，获得具有2-3层氧化锆涂覆层的基于表面改性聚合物骨架的增强型质子交换膜；

所述磺酸树脂溶液为全氟磺酸溶液；

所述磺酸树脂溶液的涂覆方法为刮刀涂覆或狭缝挤出涂覆；

烘干条件为温度80℃、时间12-24h；热退火条件为温度150℃、时间15-30min；

所述增强型质子交换膜的拉伸强度为10-20Mpa、吸水率12-16.5%；在经历63h的OCV耐久性测试，依然未监测到氧化锆的流失。

2.根据权利要求1所述的一种基于表面改性聚合物骨架的增强型质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，膜厚度为5～20μm、孔隙率＞50%。