[发明专利]一种增强型复合高分子电解质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种增强型复合高分子电解质膜，包括结晶型聚芳醚酮多孔膜，离子交换树脂和含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮；

所述含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮分布在所述结晶型聚芳醚酮多孔膜的孔壁上；所述离子交换树脂填充在所述结晶型聚芳醚酮多孔膜的孔隙中；

所述结晶型聚芳醚酮多孔膜中的结晶型聚芳醚酮为聚醚醚酮酮、聚醚酮、联苯型聚醚醚酮；

所述增强型复合高分子电解质膜的制备方法，包括以下步骤：

在玻璃板表面制备可溶性聚芳醚酮多孔膜；

将所述可溶性聚芳醚酮多孔膜进行酸化水解处理，得到结晶型聚芳醚酮多孔膜；

将含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮溶液在所述结晶型聚芳醚酮多孔膜表面进行第一涂布浸渍，得到多孔膜中间产物；

将离子交换树脂在所述多孔膜中间产物表面进行第二涂布浸渍，得到所述增强型复合高分子电解质膜；

所述第二涂布浸渍的次数为5～10次。

2.如权利要求1所述的增强型复合高分子电解质膜，其特征在于，所述结晶型聚芳醚酮多孔膜，含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮以及离子交换树脂的质量比为(20～50)：(1～25)：(25～79)。

3.权利要求1或2所述的增强型复合高分子电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在玻璃板表面制备可溶性聚芳醚酮多孔膜；

将所述可溶性聚芳醚酮多孔膜进行酸化水解处理，得到结晶型聚芳醚酮多孔膜；

将含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮溶液在所述结晶型聚芳醚酮多孔膜表面进行第一涂布浸渍，得到多孔膜中间产物；

将离子交换树脂在所述多孔膜中间产物表面进行第二涂布浸渍，得到所述增强型复合高分子电解质膜。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备所述可溶性聚芳醚酮多孔膜的方法为：将可溶性聚芳醚酮前驱体溶液涂覆在所述玻璃板表面，进行浸没相转化或进行水蒸气诱导相转化，得到所述可溶性聚芳醚酮多孔膜；

或制备所述可溶性聚芳醚酮多孔膜的方法为：将含有致孔剂的可溶性聚芳醚酮前驱体溶液涂覆在所述玻璃板表面，得到聚合物膜后，将所述聚合物膜进行索氏提取，得到所述可溶性聚芳醚酮多孔膜。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性聚芳醚酮前驱体溶液中的可溶性聚芳醚酮前驱体的质量浓度为10～25％；

所述可溶性聚芳醚酮前驱体为聚醚醚酮-1,3-二氧戊环、聚醚醚酮酮-1,3-二氧戊环、聚醚酮-1,3-二氧戊环、联苯型聚醚醚酮-1,3-二氧戊环、联苯型聚醚醚酮酮-1,3-二氧戊环、聚醚醚酮亚胺、聚醚醚酮酮亚胺、聚醚酮亚胺；

所述可溶性聚芳醚酮前驱体的数均分子量为2000～60000g/mol。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸化水解采用的试剂为浓度为0.1～9mol/L的硫酸溶液或浓度为0.1～9mol/L的盐酸溶液；

所述酸化水解的时间为1.5～2.5h。

7.如权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于，所述酸化水解后，还包括干燥；

所述干燥的温度≥145℃，所述干燥的时间为2～5h。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮溶液的质量浓度为5～30％；

所述含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮溶液中的含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮与结晶型聚芳醚酮多孔膜中的结晶型聚芳醚酮的质量比为(5～50)：100。

9.权利要求1或2所述的增强型复合高分子电解质膜或权利要求3～8任一项所述制备方法制备得到的增强型复合高分子电解质膜在燃料电池中的应用。