[发明专利]磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的制备及其应用

权利要求书

1.一种磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将干燥的聚醚醚酮溶于质量浓度为98％的硫酸中，配制成质量浓度为14～18％的聚醚醚酮硫酸溶液，聚醚醚酮硫酸溶液在温度45～50℃及搅拌下进行磺化反应6～8h，将粘稠状反应物加入去离子水中得到沉淀物，沉淀物再经去离子水洗涤，洗涤至液pH为7，再经干燥，得到磺化度为55～70％磺化聚醚醚酮；

2)在室温及搅拌下，将磺化度为55～70％磺化聚醚醚酮溶解到N，N-二甲基甲酰胺中，配制成质量浓度为10～14％磺化聚醚醚酮溶液；

3)室温下，将质量百分比为10～50％的钛酸丁酯与乙酰丙酮按摩尔比为1∶1.5～2.5进行螯合后加入到N，N-二甲基甲酰胺中，并搅拌3～4h，得到乙酰丙酮螯合后的钛酸丁酯溶液，然后按照钛酸丁酯与去离子水的摩尔比为1∶4～8向乙酰丙酮螯合后的钛酸丁酯溶液中加入去离子水，并按照钛酸丁酯与3，4-二羟基苯丙酸的质量比为1∶0.045～0.050加入3，4-二羟基苯丙酸，得到褐红色羧酸化二氧化钛溶胶溶液；

4)将步骤3)得到的羧酸化二氧化钛溶胶溶液缓慢的加入到步骤2)得到的磺化聚醚醚酮溶液中，并于室温下搅拌1～2h，静置、铜网过滤脱泡得到铸膜液，将所得铸膜液倒在干净的玻璃板上流延，并置于烘箱中干燥，然后经温度为110～120℃热处理2～3h后，室温下退火处理2～3h，将膜揭下并置于2M硫酸中处理10～12h，之后用去离子水冲洗直至洗涤液呈中性为止，将湿膜在温度为50～60℃下真空干燥得到磺化聚醚醚酮/羧酸化二氧化钛杂化膜。

2.一种按权利要求1所述方法制备的磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的应用，用作直接甲醇燃料电池的质子交换膜，其质子传导率为0.626×10^-2～0.925×10^-2S/cm，甲醇渗透率为1.776×10^-6～1.249×10^-6cm²/s。