[发明专利]NafionTM修饰的碳量子点-聚合物杂化质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体为一种Nafion^TM修饰的碳量子点‑聚合物杂化质子交换膜及其制备方法。本发明首先利用通过聚合物Nafion^TM与柠檬酸混合并在氮气保护下反应，得到有Nafion^TM修饰的碳量子点；然后将所得的碳量子点与聚合物溶液共混，制备得到杂化质子交换膜。由于有Nafion^TM的修饰，该碳量子点在聚合物基体中具有良好的分散性，制备的杂化质子交换膜的质子传导率有一个数量级的提升；该碳量子点通过与膜基质的相互作用也使得甲醇在膜内的渗透通道更为曲折，从而使得杂化膜的甲醇渗透率降低了50%。本发明方法操作简便，环境友好，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

1.一种Nafion^TM修饰的碳量子点‑聚合物杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）将1~10 mL柠檬酸水溶液与1~10 mLNafion^TM聚合物溶液混合，超声0.5~5 h，冷冻干燥；将所得固体置于管式炉中，于氮气保护下加热至100~300 ℃，反应0.5~4 h，经透析纯化、冷冻干燥后即得到Nafion^TM修饰的碳量子点；（2）将Nafion^TM修饰的碳量子点加入聚合物溶液中，超声0.5~24 h，得到分散液，静置5~240 min；然后倒入模具，从65‑75℃升温至115‑125℃，干燥，除去溶剂后成膜；将膜从模具中取出，先用双氧水溶液在30 ~90℃温度下浸泡30 ~ 180分钟，再用酸在30 ~90℃温度下浸泡30 ~ 180分钟，得到Nafion^TM修饰的碳量子点‑聚合物杂化质子交换膜。