[发明专利]燃料电池用菌紫质质子交换膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种采用微生物作为燃料电池中质子交换膜的制备方法，该制备方法先从嗜盐菌中分离出菌体，并对菌体进行差速离心获得用于制备质子交换膜的紫膜原材料，并对所述紫膜进行共混处理后采用流延制膜工艺在基板上制膜。所制得的菌紫质质子交换膜的质子传导率为1.20×10^－2S/cm～5.21×10^－2S/cm。本发明菌紫质质子交换膜的制备方法工艺简单易行，原材料易得，且对环境不造成污染有效地降低了质子交换膜的生产成本，促进了微生物燃料电池的产业化生产。

主权项

1、一种燃料电池用菌紫质质子交换膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步高速离心：采用离心方式在转速11000～15000g的条件下离心10～20min将嗜盐菌培养基中的菌体分离出；然后，将分离出的菌体与蒸馏水、破核酶混合搅拌10～18h，使菌体溶涨破碎制成菌体混合液，其中，菌体与蒸馏水的体积比为1.5～3∶10，菌体与破核酶的体积比为1.5～3∶0.01；第二步差速离心：(A)采用离心方式将第一步骤中制得的菌体混合液在转速8000～12000g的条件下离心5～10min，弃除沉淀杂质，保留上清液；(B)将上述上清液以转速35000～45000g的条件下离心25～40min，弃除上清部分，保留沉淀部分；然后，(C)在沉淀部分中加入浓度为0.05～1mol/L的氯化钠在转速8000～12000g的条件下离心5～10min，弃除沉淀杂质，保留第二次上清液；再将第二次上清液以转速35000～45000g的条件下离心25～40min，弃除上清部分，保留第二次沉淀部分，重复该步骤至上清部分无色透明且保留该最后一次沉淀部分，沉淀部分与氯化钠的体积比为1.5～3∶10；(D)将(C)中的最后一次沉淀部分与蒸馏水按体积配比1.5～3∶10混合，制得紫膜水溶液；第三步共混处理：(A)将聚乙烯醇和缓冲剂加入蒸馏水中，并加热至80℃～160℃后冷却至室温制成共混溶剂，聚乙烯醇与蒸馏水的体积比为0.5～1∶10，缓冲剂与蒸馏水的体积比为0.01～1∶10；(B)将第二步骤中制得的紫膜水溶液加入共混溶剂中，经沿壁搅拌，超声去泡后静置10～30min即制得菌紫质质子交换膜溶液，其中，紫膜水溶液与共混溶剂的体积比为1.5～3∶10；第四步制备菌紫质质子交换膜：采用流延制膜法将第三步骤中制得的菌紫质质子交换膜溶液铺展于基板上，经室温干燥10～24小时后脱膜，即得到用于质子燃料电池用的菌紫质质子交换膜。