[发明专利]一种高性能质子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法的条件和步骤如下：

步骤（1）：将含氟磺酸型质子交换膜浸入到质量百分比浓度为0.1wt%～5wt%的含有胺基基团的磺化聚电解质SPES-NH₂水溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为10～40分钟，取出，用去离子水冲洗掉含氟磺酸型质子交换膜表面物理吸附的含有胺基基团的磺化聚电解质SPES-NH₂，氮气吹干，得到含氟磺酸型质子交换膜A；

步骤（2）：将步骤（1）中得到的含氟磺酸型质子交换膜A浸入到质量百分比浓度为0.05wt%～10wt%的含有两个醛基的化合物水溶液中，浸泡温度为20～60℃，浸泡时间为10～40分钟，取出，用去离子水冲洗掉含氟磺酸型质子交换膜A表面物理吸附的含有两个醛基的化合物，氮气吹干，得到含氟磺酸型质子交换膜B；

步骤（3）：将步骤（2）中得到的含氟磺酸型质子交换膜B浸入到质量百分比浓度为0.1wt%～5wt%的含有胺基基团的磺化聚电解质SPES-NH₂水溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为10～40分钟，用去离子水冲洗掉含氟磺酸型质子交换膜表面物理吸附的含有胺基基团的磺化聚电解质SPES-NH₂，氮气吹干，得到含氟磺酸型质子交换膜C；

步骤（4）：按照顺序，重复步骤（2）和步骤（3），组装到层数为5～100层，得到高性能质子交换膜。

2.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，在进行步骤（1）之前，还需要对含氟磺酸型质子交换膜进行预处理，预处理条件和步骤如下：将含氟磺酸型质子交换膜依次浸泡在浓度为5wt％的H₂O₂、去离子水、1 摩尔／升的稀硫酸溶液中，各浸泡30分钟，取出，氮气吹干，备用。

3.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，所述含有胺基基团的磺化聚电解质为SPES-NH₂，其水溶液的质量百分比浓度为2wt%。

4.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，所述浸泡温度为50℃。

5.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，所述浸泡时间为25分钟。

6.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述含有两个醛基的化合物水溶液的质量百分比浓度为5wt%。

7.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述含有两个醛基的化合物为戊二醛或对苯二甲醛。

8.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述浸泡温度为40℃。

9.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述浸泡时间为20分钟。

10.根据权利要求1所述的一种高性能质子交换膜的制备方法，其特征在于，在进行步骤（4）之后，还需要对得到的高性能质子交换膜进行后处理，后处理条件和步骤如下：首先将得到的高性能质子交换膜用0.1～2.0摩尔/升的稀硫酸溶液浸泡10～48小时，再用去离子水浸泡10～48小时，然后保存在去离子水中。