[发明专利]高吸水性质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种中空介孔二氧化硅微球，其特征在于，所述中空介孔二氧化硅微球为中空球状结构，中空介孔二氧化硅微球的平均外径为100～2000nm，平均壁厚为外径的0.1～0.4倍，球壁部分沿着垂直球面的方向具有有序介孔结构。

2.如权利要求1所述的中空介孔二氧化硅微球，其特征在于，所述介孔的平均孔径为2～10nm，介孔贯穿整个中空介孔二氧化硅微球球壁，使得吸收的水能够进入微球的空腔部分。

3.一种高吸水性质子交换膜，其特征在于，所述高吸水性质子交换膜包括质子型聚合物电解质和权利要求1所述的中空介孔二氧化硅微球，所述中空介孔二氧化硅微球分散在质子型聚合物电解质中。

4.如权利要求1所述的高吸水性质子交换膜，其特征在于，所述中空介孔二氧化硅微球与质子型聚合物电解质的质量比为1:(2～100)。

5.如权利要求3或4所述的高吸水性质子交换膜，其特征在于，所述质子型聚合物电解质为在熔融或者溶解状态下能够电离出质子的聚合物。

6.如权利要求3所述的高吸水性质子交换膜，其特征在于，所述质子型聚合物电解质为磺化聚苯乙烯、磺化聚醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化聚苯并咪唑、聚乙烯膦酸、全氟磺酸树脂中的一种或几种的混合。

7.一种如权利要求3所述的高吸水性质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

第一步：将质子型聚合物电解质溶于溶剂中，配制聚合物溶液；

第二步：将中空介孔二氧化硅微球加入到所述聚合物溶液中，搅拌分散，得混合液；

第三步：将混合液浇注在平整的基板上，干燥，即可。

8.如权利要求7所述的高吸水性质子交换膜的制备方法，其特征在于，第一步中，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或者几种的组合，所述聚合物溶液的质量百分比浓度为5～25%。

9.如权利要求7所述的高吸水性质子交换膜的制备方法，其特征在于，第二步中，所述中空介孔二氧化硅微球与聚合物溶液的质量比为1:(10～2000)，所述分散时间为5～30min。

10.如权利要求7所述的高吸水性质子交换膜的制备方法，其特征在于，第三步中，所述干燥温度为60～160℃，干燥时间为1～48h。