[发明专利]一种纳米级锆盐分散的改性聚苯醚复合质子交换膜材料

摘要

本发明公开了一种纳米级锆盐分散的改性聚苯醚复合质子交换膜材料，它由改性聚苯醚、咪唑或苯并咪唑、纳米级锆盐组成，其中，改性聚苯醚具有以下的化学结构，式中R₁和R₂分别选自H、SO₃H、SO₃M、SO₂R₃或SO₂N(R₃)₂，其中R₃选自C₁－C₄烷基或芳基，M选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺或NH₄⁺；R₁和R₂中至少有一个不是H；n为70－5000的整数；其特征粘度为0.50－0.80dl/g、离子交换容量约为2.0－4.0meq/g；纳米级锆盐为纳米级磷酸锆或纳米级柠檬酸锆。一种纳米级锆盐分散的改性聚苯醚复合质子交换膜材料的离子交换容量为1.9－5.0meq/g，厚度为60－200μm，机械性能优良，热稳定性好，与Nafion等全氟磺酸膜相比，在降低成本的同时，更可在较高温度下(120－200℃)用于质子交换膜燃料电池，同样条件下质子电导率比Nafion117膜的电导率高，160℃、相对湿度15％时两者电导率相差可达3个数量级，同时还可用于氧化还原液流电池。

主权项

1.一种纳米级锆盐分散的改性聚苯醚复合质子交换膜材料，其特征在于其组成如下：改性聚苯醚为20-78wt％，咪唑或苯并咪唑为7-47wt％，纳米级锆盐为15-33wt％，其中改性聚苯醚具有以下的化学结构：式中R₁和R₂分别选自H、SO₃H、SO₃M、SO₂R₃或SO₂N(R₃)₂，其中R₃选自C₁-C₄烷基或芳基，M选自Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺或NH₄⁺；R₁和R₂中至少有一个不是H；n为70-5000的整数；其特征粘度为0.50-0.80dl/g、离子交换容量约为2.0-4.0meq/g；纳米级锆盐为纳米级磷酸锆或纳米级柠檬酸锆；一种纳米级锆盐分散的改性聚苯醚复合质子交换膜材料的离子交换容量为1.9-5.0meq/g，厚度为60-200μm。