[发明专利]一种Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤和工艺条件：

（1）lignin来源于造纸工业或者生物燃料生产过程中产生的废弃物，lignin使用前已经通过氧化处理；

（2）Nafion溶液的制备方法：将干燥的Nafion质子交换膜溶于高沸点有机溶剂中，质量体积比为Nafion：高沸点有机溶剂=1/40~1/10 g/mL，在100~160 ℃恒温条件下搅拌反应0.5~6 h；

（3）将步骤（1）氧化处理后的lignin加入步骤（2）反应后所得Nafion溶液中，经搅拌并超声处理，配成lignin质量百分数0.5~35 %的Nafion/lignin混合溶液；

（4）将步骤（3）所得Nafion/lignin混合溶液加入带槽玻璃板中，再采用溶液浇注法成膜，循环升温干燥处理后，经去离子水浸泡得到Nafion/lignin复合质子交换膜；

所述步骤（1）中，lignin的氧化程度在1~10 wt%，氧化处理所采用的氧化剂是H₂SO₄/HNO₃ 体积比V/V = 3:1、HCl、H₂O₂、HNO₃中的一种；

所述步骤（2）中，高沸点有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一种。

2.根据权利要求1所述的Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，搅拌速度为500~1000 r/min。

3.根据权利要求1所述的Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，加入lignin到Nafion溶液中，搅拌速度为600~1000 r/min，超声处理时间为30~70 min。

4.根据权利要求1所述的Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，溶液浇注法成膜时的循环升温干燥处理，第一步为25~140 ℃，干燥时间为1~2h；第二步为140~160 ℃，干燥时间为10~24 h；第三步为160~180 ℃，干燥时间为3~6 h，这三步温度逐渐升高；之后，根据需要依次循环。

5.根据权利要求1所述的Nafion/lignin复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，浸泡时间为12~24h。