[发明专利]PPTA改性的全氟磺酸类质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种全氟磺酸聚合物和PPTA混合层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将致孔剂、PPTA树脂和浓硫酸混合，得到第一混合物，将第一混合物搅拌至致孔剂、PPTA树脂均匀分散在浓硫酸中，得到第二混合物，将第二混合物真空脱泡，得到PPTA多孔铸膜液；

S2，将所述PPTA多孔铸膜液刮涂在基板上，放入纯水中，待凝固后从基板剥离，再置于超滤水中浸泡15～30h，得到PPTA多孔膜；

S3，将PPTA多孔膜浸入全氟磺酸铸膜液中，浸泡0.5～1.5h后在真空环境下干燥，得到全氟磺酸聚合物和PPTA混合层，其中，所述全氟磺酸铸膜液为Nafion树脂溶于溶剂后形成的溶液。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S1中，所述致孔剂为PEG；

在S1中，按质量份数计，所述致孔剂和PPTA树脂的比为(1～5):(1～6)；

在S1中，所述致孔剂的质量份数和浓硫酸的体积份数的比为(1～5)：(10～25)，所述质量份数的单位为mg，所述体积份数的单位为mL，所述浓硫酸的浓度≥97wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S3中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮和乙醇中的一种或几种；

在S3中，通过60～120℃搅拌1～10h实现Nafion树脂溶于溶剂中；

在S3中，全氟磺酸铸膜液中Nafion树脂的浓度为10～30wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S3中，所述Nafion树脂由Nafion溶液于80～100℃干燥4～8h获得。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在S3中，干燥的温度为60～120℃，干燥的时间为5～10h；

在S1中，所述搅拌的转速为300～1000r/min，所述搅拌的时间为1～5h，所述搅拌的温度为50～100℃。

6.如权利要求1所述制备方法获得全氟磺酸聚合物和PPTA混合层。

7.一种PPTA改性的全氟磺酸类质子交换膜，其特征在于，其为层状结构，包括：上层、中间层和下层，所述上层、中间层和下层从上至下依次设置，其中，

所述中间层为权利要求6所述全氟磺酸聚合物和PPTA混合层；

上层与下层均为Nafion树脂层。

8.根据权利要求7所述的全氟磺酸类质子交换膜，其特征在于，所述PPTA改性的全氟磺酸类质子交换膜的厚度为10～70μm；

所述中间层的厚度为10～50μm。

9.如权利要求7所述PPTA改性的全氟磺酸类质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括：在所述中间层的两侧表面涂布全氟磺酸铸膜液得到复合膜，待全氟磺酸铸膜液充分浸润后将复合膜干燥。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，全氟磺酸铸膜液充分浸润的时间为1-2h；

所述将复合膜干燥的条件为60～120℃温度下放置5～10h。