[发明专利]一种带有纳米片层结构的多孔质子交换复合膜的制备方法

权利要求书

1.一种带有纳米片层结构的多孔质子交换复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)用一定浓度的酸或者碱清洗铝片表面的氧化层，接着将其置于一定温度的热水中浸泡一定时间，取出烘干即制得带有纳米片层结构的铝片；

所述酸是盐酸或硫酸；所述碱是氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾或碳酸氢钠中的一种；所述酸或碱的浓度为1～10wt％；所述热水温度为50～90℃，所述时间为10～60min；

2)将聚合物与溶剂制成一定浓度的铸膜液，脱泡处理备用；

3)在步骤1)制得的铝片的带有纳米片层结构的表面涂覆步骤2)所配置的铸膜液，然后将其浸入凝固浴中一定时间，再用去离子水冲洗制得多孔膜；

4)将步骤3)制得的多孔膜浸泡在酸或碱中腐蚀掉铝片，制得带有纳米片层结构的多孔质子交换膜；

5)将聚合物与溶剂制成一定浓度的铸膜液，脱泡处理备用；

所述步骤2)和步骤5)中聚合物是相同的物质或者不同的物质；

所述步骤2)和步骤5)中溶剂是相同的物质或者不同的物质；

6)在步骤4)制得的多孔质子交换膜的带有纳米片层结构的表面再涂覆一层步骤5)制得的铸膜液，得到带有纳米片层结构的多孔质子交换复合膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物是聚醚酮，聚亚芳基醚酮，聚醚砜酮，聚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚苯并咪唑，聚偏氟乙烯，上述聚合物进行磺化改性或季铵化改性得到的改性聚合物，或含有上述其中几种聚合物或改性聚合物的混合材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物是聚醚醚酮。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物浓度为5～20wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中溶剂为二甲苯，二氯甲烷，二氯乙烷，三氯化碳，四氯化碳，环己烷，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，甲磺酸或上述溶剂中两种以上物质组成的混合溶剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中凝固浴是水、异丙醇、丙酮或者是添加有有机溶剂的水溶液，或者是50～90℃下的水蒸汽。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)制得的多孔膜厚度为10～200微米。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中酸是盐酸或硫酸。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中碱是氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾或碳酸氢钠中的一种。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中酸或碱的浓度为0.1～5wt％。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中聚合物是聚醚酮，聚亚芳基醚酮，聚醚砜酮，聚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚苯并咪唑，聚偏氟乙烯，上述聚合物进行磺化改性或季铵化改性得到的改性聚合物，或含有上述其中几种聚合物或改性聚合物的混合材料中的一种。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中聚合物是聚醚醚酮。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中聚合物浓度为1～10wt％。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中溶剂为二甲苯，二氯甲烷，二氯乙烷，三氯化碳，四氯化碳，环己烷，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，甲磺酸或上述溶剂中两种以上物质组成的混合溶剂中的一种。

15.根据权利要求1～14任一所述的制备方法制备得到的带有纳米片层结构的多孔质子交换复合膜。