[发明专利]Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜的制备方法，以Nafion为ATRP大分子引发剂引发乙烯基唑类单体聚合，用于制备Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜，具体步骤为：

（1）向Nafion溶液中加入乙烯基唑类单体和联吡啶，搅拌均匀后，重复冷冻-脱气-溶解步骤，以除去体系中的氧气；

（2）向上述体系中加入ATRP催化剂，重复冷冻-脱气-溶解步骤，以进一步除去体系中的氧气后，在20~100℃条件下，反应6~240h；随后，经透析、干燥处理，得到产物；

（3）将上述产物溶解于高沸点溶剂中以配成质量体积比为1~40%的均相溶液，以该均相溶液为铸膜液涂覆成膜，置于60~70℃烘箱中，升温至110~150℃，然后抽真空，保持6~36h；最后该膜经双氧水溶液和酸浸泡，即得到Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜；

所述的高沸点溶剂为沸点高于120℃的N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的乙烯基唑类单体为乙烯基吡唑、乙烯基咪唑、乙烯基三唑或乙烯基四唑，或其衍生物中的一种或几种的混合物，其用量为Nafion质量的0.01~50倍；所述的联吡啶，其用量为乙烯基唑类单体质量的0.06‰~3%。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的ATRP催化剂为卤化铜CuX中的一种或几种的混合物，X为Br或Cl，其用量为乙烯基唑类单体质量的0.1‰~5%。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的升温的升温速率小于0.5℃/min。

5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的经双氧水溶液和酸浸泡，双氧水的浓度为2~10 wt%，酸为1~4 mol/L的盐酸、硫酸或磷酸的一种或其中几种的混合物。

6.一种由权利要求1-5之一制备方法制备得到的Nafion接枝聚乙烯基唑类复合质子交换膜。