[发明专利]一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法

摘要

本发明涉及一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法，涉及燃料电池技术领域。其包括以下步骤：通过水热合成法制备亚微米级Na‑X型沸石；对亚微米级Na‑X型沸石进行离子交换处理，得到NH₄‑X型沸石；将NH₄‑X型沸石在高温下煅烧，制备沸石次级结构材料；将沸石次级结构材料用改进溶液重塑法制备复合质子交换膜。采用该方法制备的复合质子交换膜的吸水性能、离子交换容量、质子导电率和甲醇渗透率等都有明显改善，尤其是复合质子交换膜的甲醇渗透率下降了一半多，质子电导率提高到了未改性质子交换膜的3倍，组装电池80℃测试发现，功率密度是未改性质子交换膜的2倍多。另外，沸石次级结构材料具有高温稳定性和耐酸性，可在高温和酸性环境下长期工作。

主权项

1.一种用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的改性方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、亚微米级Na‑X型沸石的制备：以硅酸钠和氢氧化铝分别作为制备亚微米级Na‑X型沸石的硅源和铝源，通过水热合成法制备亚微米级Na‑X型沸石；S2、NH₄‑X型沸石的制备：对亚微米级Na‑X型沸石进行离子交换处理，得到NH₄‑X型沸石；S3、沸石次级结构材料的制备：将NH₄‑X型沸石在高温下煅烧，制备出沸石次级结构材料；S4、复合质子交换膜的制备：将沸石次级结构材料运用改进的溶液重塑法制备复合质子交换膜；所述步骤S4包括以下步骤：S41、将沸石次级结构材料、二甲基甲酰胺与质子交换膜溶液混合均匀；其中，沸石次级结构材料占复合质子交换膜质量的0.2％‑5％，所述二甲基甲酰胺的质量为质子交换膜溶液质量的0.5‑5倍；S42、对混合液进行搅拌挥发部分溶剂，以增加溶液的粘度，防止无机物沉积；混合液挥发后的体积为初始混合液体积的10％‑50％；S43、将挥发后的混合液转移到模具中，干燥蒸发至无溶剂；S44、对蒸发完溶剂的膜干燥老化；S45、冷却至室温后，加入去离子水浸泡，取出、干燥即可获得复合质子交换膜。