[发明专利]碱性阴离子交换膜燃料电池电极催化层立体化树脂的制备

摘要

本发明涉及燃料电池材料，具体说是一种碱性阴离子交换膜燃料电池的电极催化层立体化树脂的制备方法。该方法包括聚合物的氯甲基化，季铵化，碱化与溶解的步骤。特征在于采用路易斯酸与氯甲基化试剂对聚芳醚类聚合物进行氯甲基化反应，然后将氯甲基化的聚合物浸泡在胺化试剂中进行季铵化反应，例如将氯甲基化聚合物浸泡在三甲胺水溶液中，再将季铵化的聚合物进行碱化反应，最后将碱化聚合物溶于溶剂中，即得到电极催化层立体化树脂。通过本发明方法制备的这种碱性立体化树脂具有高的离子交换容量(1.55mmol/g-1.98mmol/g)，满足碱性阴离子交换膜燃料电池工作使用温度(50℃-60℃)。

主权项

碱性阴离子交换膜燃料电池电极催化层立体化树脂的制备，包括以下制备步骤：1）聚合物的氯甲基化：将1重量单位的聚芳醚类聚合物溶于溶剂中，加入1‑5重量单位的路易斯酸作为催化剂，再加入20‑45重量单位的1，4‑二氯甲氧基丁烷（BCMB）作为氯甲基化试剂，在40‑60℃搅拌反应4‑12小时，将上述反应溶液倒入乙醇中，析出白色絮状沉淀，过滤，烘干，即得到氯甲基化聚合物产物；2）氯甲基化聚合物的季铵化：在25‑60℃下，将氯甲基化聚合物浸泡在胺化试剂中12‑72小时，得到季铵化的聚合物；3）碱化：将季铵化聚合物于30‑60℃下浸泡在0.1‑1mol/L KOH水溶液中12‑48小时，取出，用去离子水将聚合物冲洗至中性，得到碱化聚合物；4）溶解：将碱化聚合物溶于溶剂中，形成质量浓度为2‑5％的溶液，作为电极催化层的立体化树脂。