[发明专利]一种阻醇质子导电复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种阻醇质子导电复合膜，包括聚合物质子导电膜，其特征在于，所述聚合物质子导电膜平行复合有石墨烯层，所述石墨烯层附着于所述聚合物质子导电膜的一侧或夹于两层聚合物质子导电膜之间。

2.根据权利要求1所述的一种阻醇质子导电复合膜，其特征在于，所述聚合物质子导电膜选用全氟磺酸聚合物、磺化聚芳醚酮、磺化聚砜、磺化聚醚砜、磺化杂萘联苯聚醚酮、磺化聚磷腈、磺化聚酰胺、聚苯并咪唑、季铵化聚醚砜酮或季铵化聚醚砜中的一种制成。

3.根据权利要求1所述的一种阻醇质子导电复合膜，其特征在于，所述石墨烯层整体面积中大于等于95%的面积为单层石墨烯。

4.根据权利要求1所述的一种阻醇质子导电复合膜，其特征在于，所述石墨烯层为化学气相沉积石墨烯层、外延生长石墨烯层、机械剥离石墨烯层或化学还原石墨烯层。

5.一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

（1）取铜基化学气相沉积石墨烯，铺平，在其具有石墨烯层的表面上滴加5wt%～10wt%的膜溶液，在60～120℃下挥发溶剂8-12h成聚合物质子导电膜；

（2）将步骤（1）所得到的有聚合物质子导电膜的铜基化学气相沉积石墨烯在浓度0.1～2.5M的Fe³⁺溶液中浸泡1～14天，待铜基完全刻蚀掉后，洗涤，干燥，得到石墨烯层附着于聚合物质子导电膜一侧的阻醇质子导电复合膜。

6.根据权利要求5所述的一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，所述膜溶液的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃中的一种。

7.一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

（1）将聚合物质子导电膜平铺固定在旋转涂膜机的底盘上，以500rpm～3000rpm的转速旋转；

（2）取2mL～20mL浓度为1μg/mL～10μg/mL的石墨烯水分散液，以0.5mL/min～1mL/min的速度均匀喷涂到旋转的所述聚合物质子导电膜表面；

（3）干燥，得到石墨烯层附着于聚合物质子导电膜一侧的阻醇质子导电复合膜。

8.一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

（1）将聚合物质子导电膜平铺固定在旋转涂膜机的底盘上，以500rpm～3000rpm的转速旋转；

（2）取3mL～5mL浓度为0.01mg/mL～0.05mg/mL的氧化石墨烯水溶液，以0.2mL/min～0.5mL/min的速度均匀喷涂到旋转的聚合物质子导电膜表面，干燥；

（3）将步骤（2）得到氧化石墨烯层附着于所述聚合物质子导电膜一侧的复合膜浸入0.01g/mL～0.1g/mL硼氢化钠水溶液中，30℃～80℃水浴还原完全，洗涤，干燥，得到石墨烯层附着于聚合物质子导电膜一侧的阻醇质子导电复合膜。

9.根据权利要求5-8所述的一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，得到石墨烯层附着于聚合物质子导电膜一侧的阻醇质子导电复合膜后，

（1）另取一聚合物质子导电膜，将其平铺于所得复合膜的石墨烯层的表面；

（2）在0.1～2.0MPa的压力和80～150℃的温度下进行热压1～30min；

（3）停止加热并在维持压力不变的条件下自然冷却，得到石墨烯层夹于两层聚合物质子导电膜之间的阻醇质子导电复合膜。

10.一种阻醇质子导电复合膜的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

（1）将聚合物质子导电膜平铺固定在旋转涂膜机的底盘上，以500rpm～3000rpm的转速旋转；

（2）取3mL～5mL浓度为0.01mg/mL～0.05mg/mL的氧化石墨烯水溶液，以0.2mL/min～0.5mL/min的速度均匀喷涂到旋转的所述聚合物质子导电膜表面，干燥，得到氧化石墨烯层附着于所述聚合物质子导电膜一侧的复合膜；

（3）另取一聚合物质子导电膜，将其平铺于步骤（2）所得复合膜的氧化石墨烯层表面；

（4）在0.1～2.0MPa的压力和80～150℃的温度下进行热压1～30min；

（5）停止加热并在维持压力不变的条件下自然冷却；

（6）将步骤（5）得到氧化石墨烯层夹于两层聚合物质子导电膜之间的复合膜浸入0.01g/mL～0.1g/mL硼氢化钠水溶液中，30℃～80℃水浴还原完全，洗涤，干燥，得到石墨烯层夹于两层聚合物质子导电膜之间的阻醇质子导电复合膜。