[发明专利]高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜的制备方法，其特征在于其配比和工艺条件如下：

(1)在纳米陶瓷粉末中加入相当于纳米陶瓷粉末重量5％～50％的无机多元酸，混合均匀后待用；

(2)取100重量份的聚偏氟乙烯或聚乙烯醇与15～70重量份的掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末，混合均匀备料；

(3)将聚偏氟乙烯或聚乙烯醇溶解于常规溶剂配制成高分子溶液，并向该高分子溶液中加入掺有无机多元酸的纳米陶瓷粉末，均匀振荡5～30分钟，其中的常规溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、丙酮或者水；

(4)采用流延热压法，将此混合液平铺在玻璃培养皿表面，在室温～90℃加热10～40分钟，而后室温干燥0.5～20小时；将溶剂干燥后形成的薄膜从培养皿表面撕下，在100～170℃下热压3～20分钟；或者采用涂浆法、压延法或浸胶法工艺制备成膜。

2.根据权利要求1所述的一种高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜制备方法，其特征在于：

无机多元酸是指通式为A₃BM₁₂O₄0·nH₂O具有阴离子簇为[BM₁₂O₄₀]_n结构(Keggin结构)的化合物，其中A＝H，B＝Si、P，M＝Mo、W；无机多元酸选自硅钨酸、磷钼酸、磷钨酸或硅钼酸等；

纳米陶瓷粉末选自硅土、锆土或二氧化硅粉末，颗粒粒径≤30nm。

3.根据权利要求1所述的一种高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜制备方法，其特征在于：

(1)在粒径5～20nm的二氧化硅粉末中加入相当于二氧化硅粉末重量25～35％的磷钨酸或者加入相当于二氧化硅粉末重量40～50％的硅钨酸，混合均匀后待用；

(2)取100重量份的聚偏氟乙烯或聚乙烯醇与30～60重量份的掺有磷钨酸或硅钨酸的二氧化硅粉末混合均匀备料；

(3)将聚偏氟乙烯或聚乙烯醇溶解于常规溶剂配制成高分子溶液，并向该高分子溶液中加入掺有磷钨酸或硅钨酸的二氧化硅粉末，用超声波均匀振荡30分钟，其中的常规溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、丙酮或者水；

(4)混合液平铺在玻璃培养皿表面，在40～80℃加热10～30分钟，而后室温干燥2～15小时；将溶剂干燥后形成的薄膜从培养皿表面撕下，在130℃～170℃热压5～15分钟，或者采用涂浆法、压延法或浸胶法工艺制备成膜。

4.采用权利要求1～3所述的制备方法制得的高温直接甲醇燃料电池用复合型质子交换膜。