[发明专利]一种纳米片的制备方法及在质子交换膜中的应用

权利要求书

1.一种纳米片的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤(1)：将芳香胺类单体加入至水中，再向其中加入无机酸，机械搅拌使其完全溶解，并置于0～10℃的环境中，得到芳香胺溶液A；

步骤(2)：将配置好的亚硝酸钠水溶液逐滴加入至步骤(1)所述的芳香胺溶液A中，保持芳香胺溶液A的温度在0～10℃，搅拌10～30分钟后，得到重氮盐溶液B；

步骤(3)：向步骤(2)中重氮盐溶液B中加入无机碱溶液，调节重氮盐溶液B的pH至1～14，得到重氮盐溶液C；

步骤(4)：配置芳香多酚有机溶液，得到有机溶液D；

步骤(5)：将步骤(4)中的有机溶液D逐滴加入至步骤(3)中的重氮盐溶液C中，剧烈搅拌0.05～240小时，搅拌速度100～8000rpm，并保持混合溶液为0～10℃，经过后处理，得到纳米片。

2.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中芳香胺类单体的质量百分比浓度为0.01～50wt％，无机酸的体积分数为0.01～20v/v％。

3.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中芳香胺类单体为对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、1,2,4,5-苯四胺、联苯二胺、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、4,4'-二氨基二苯甲烷或4,4'-二氨基联苄；

所述无机酸为浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、四氟硼酸。

4.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，亚硝酸钠的物质的量与芳香胺中氨基的物质的量之比为(1～5):1。

5.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，无机碱溶液为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯)、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铅、氢氧化钴、氢氧化铬、氢氧化锆、氢氧化镍、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾或碳酸铯。

6.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述芳香多酚优选为对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、均苯三酚、1,2,4,5-四羟基苯或联苯二酚。

7.根据权利要求1所述的一种纳米片的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，纳米片的厚度为2～5nm。

8.权利要求1所述的纳米片在制备高温质子交换膜中的应用。

9.根据权利要求8所述的纳米片在制备高温质子交换膜中的应用，其特征在于，所述的高温质子交换膜的制备方法，包括：

步骤一：将上述纳米片分散于有机溶剂中，得到纳米片有机溶剂分散液；

步骤二：将步骤一的纳米片有机溶剂分散液和聚苯并咪唑溶液混合，得到铸膜液；

步骤三：将步骤二的铸膜液流延成膜，得到高温质子交换膜。

10.根据权利要求9所述的纳米片在制备高温质子交换膜中的应用，其特征在于，所述的步骤二中，纳米片有机溶剂分散液中的纳米片和聚苯并咪唑的质量比为(0.005～0.4):1。