[发明专利]Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜的制备方法

摘要

本发明提供Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜的制备方法。利用原位浸涂的方法，将含有表面活性剂的硅源溶胶通过提拉的方法涂覆在Nafion膜表面，得到Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜。通过改变表面活性剂的种类，表面活性剂的浓度，浸涂提拉的速率和次数，多次浸涂提拉间隔的时间来控制杂化膜的阻醇性能以及质子导电性能。所得到的复合膜表面具有纳米级的介孔二氧化硅的网络结构，可以有效地阻挡甲醇透过，同时由于介孔二氧化硅网络的亲水性能，复合膜的质子电导率仍然保持与Nafion膜相当甚至比Nafion膜更高。上述特点使得复合膜应用于直接甲醇燃料电池的前景十分广阔。

主权项

1.Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜的制备方法，其特征在于其步骤和条件为：将表面活性剂加入到0.5mol/L的四乙氧基硅烷的乙醇溶液中，调节pH值为2-3，然后超声振荡30分钟，得到硅源溶胶；采用的表面活性剂为：Pluronic P123、Pluronic F127、Pluronic L121、Brij-56、Brij-58或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)；表面活性剂与四乙氧基硅烷的摩尔比从10-1到1-100；Nafion膜以恒定的速率浸入上述硅源溶胶中，所述的恒定的速率的范围为30mm/s-120mm/s，然后以该速率拉出硅源溶胶，此时硅源溶胶即吸附于Nafion膜表面，待涂覆了硅源溶胶的Nafion膜在空气中10℃-30℃陈化2-6小时之后，用乙醇清洗复合膜，除去表面活性剂，得到Nafion/介孔二氧化硅复合质子交换膜；Nafion膜的浸涂提拉的速率范围为30mm/s-120mm/s，浸涂提拉的次数为1次-5次，(即介孔二氧化硅为1层-5层)，多次浸涂提拉间隔的时间为0分钟-60分钟；采用的Nafion膜种类为Nafion117、Nafion115或Nafion112。