[发明专利]一种质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)将质子交换膜树脂溶解在有机溶剂中得到质量浓度为1-20％的混合溶液；

(B)将纳米金属氧化物、表面活性剂依次加入所述混合溶液中，搅拌均匀得到质子交换膜溶液；其中所述纳米金属氧化物与所述质子交换膜树脂的质量比为0.1:1-0.1:100，所述表面活性剂的加入量为所述纳米金属氧化物与所述质子交换膜树脂的质量之和的0.1-5％；

(C)将质子交换膜溶液流延成膜或者将质子交换膜溶液浇铸到多孔薄膜内形成均匀的质子交换复合膜。

2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述质子交换膜树脂为全氟磺酸树脂、磺化聚芳醚砜、磺化聚醚醚酮、氟化磺化聚苯乙烯、氟化磺化聚芳醚砜以及氟化磺化聚芳醚酮的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述纳米金属氧化物为SiO₂、TiO₂、ZrO₂、磺化处理过的SiO₂、磺化处理过的TiO₂以及磺化处理过的ZrO₂中的一种或几种，其中所述纳米金属氧化物的粒径为30-50nm。

4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述多孔薄膜为聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚丙烯膜、聚砜膜或聚酰亚胺膜中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜以及1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为萘酚聚氧乙烯醚、苯乙烯-马来酸酐树脂、聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)与步骤(C)之间还包括如下步骤：

将所述多孔薄膜用无水乙醇和双氧水的混合溶液进行清洗后用去离子水冲洗干净，再用无水乙醇和硫酸的混合溶液清洗后用去离子水冲洗干净后烘干。

8.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述多孔薄膜的孔径为0.1-0.8μm；厚度为5-40μm；孔隙率为70％-90％。

9.根据权利要求1所述的一种质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，所述纳米金属氧化物与所述质子交换膜树脂的质量比为为0.1:1-50，所述表面活性剂的加入量为所述纳米金属氧化物与所述质子交换膜树脂的质量之和的0.1-3％。

10.一种权利要求1-9任一项所述质子交换膜的制备方法制备出的质子交换膜。