[发明专利]一种多孔的全氟离子交换膜及其制法和用途

权利要求书

1.一种多孔的全氟离子交换膜，它是以聚四氟乙烯为骨架的接枝有磺酸基或羧酸基的全氟离子交换膜，其特征是：它具有孔径为5-1000nm的空穴；孔穴率达到9.3-37.0％；充分吸水后，储水能力为9.8-53.2％。

2.根据权利要求1所述的全氟离子交换膜，其特征是：它含有二氧化硅纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的全氟离子交换膜，其特征是：它添加有含氧或氮原子的亲水有机溶剂。

4.一种权利要求1所述的多孔的全氟离子交换膜的制法，其特征是它由下列步骤组成：

步骤1.在全氟离子交换树脂溶液中依次加入多金属氧酸盐和四乙氧基硅或四甲氧基硅，搅拌均匀，在0.1-1kPa的压力下，加热成膜，

步骤2.将步骤1制得的膜在200-250℃退火，制成有机无机复合膜，

步骤3.将步骤2制得的有机无机复合膜置于强碱溶液中(0.1-10N)回流4-6小时，或者在稀HF溶液中(质量比5-30％)搅拌1-4小时，或者在稀HF溶液中(质量比5-30％)，将有机无机复合膜作为阳极，恒电流电解1-2小时(电流密度2-500mA/cm²)，除去多金属氧酸盐和部分氧化硅，制得本发明的多孔的全氟离子交换膜。

5.根据权利要求4所述的全氟离子交换膜的制法，其特征是：步骤1中所述的多金属氧酸盐具有通式：X_aM_bO_c，其中X为Si、P或B，M为W、Mo、Nb或V，a＝1-2，b＝6-18，c＝6-62。

6.根据权利要求4所述的全氟离子交换膜的制法，其特征是：所述的步骤1中添加含氧或氮原子的亲水有机溶剂。

7.根据权利要求6所述的全氟离子交换膜的制法，其特征是：所述的含氧或氮原子的有机溶剂是二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基吡咯烷酮或聚乙二醇。

8.根据权利要求4所述的全氟离子交换膜的制法，其特征是：有机无机复合膜的各组分的质量比为：全氟离子交换树脂与二氧化硅纳米颗粒之比为1∶0.1-1∶1，二氧化硅纳米颗粒与多金属氧酸盐之比为1∶0.5-1∶5。

9.根据权利要求4所述的全氟离子交换膜的制法，其特征是：步骤3所述的强碱溶液是氢氧化钾或氢氧化钠溶液。

10.根据权利要求1所述的全氟离子交换膜在制备电致动器中的应用。