[发明专利]一种具有高抗氧化性能高电导率的交联型聚苯并咪唑高温质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高抗氧化性能高电导率的交联型聚苯并咪唑高温质子交换膜及其制备方法，所述的交联膜以聚苯并咪唑为聚合物骨架，通过聚合反应，利用乙烯基膦酸与乙烯基三氮唑为交联剂，在膜内形成交联的网状结构，并在膜中掺杂具有提高膜抗氧化性能的自由基淬灭剂，制备具有高抗氧化性能与高电导率的高温质子交换膜。本发明提出的交联型高温质子交换膜在不增湿条件下即具有较好的质子电导能力及优异的尺寸稳定性，并具有高抗氧化性能，彻底解决聚苯并咪唑/磷酸膜的磷酸流失问题，以及聚合物膜受自由基攻击而降解的瓶颈，可以应用于高温质子交换膜燃料电池、直接醇类燃料电池、电化学传感器或其它电化学装置中作为质子交换膜使用。

主权项

1.一种具有高抗氧化性能高电导率的交联型聚苯并咪唑高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将0.5~2 g1‑乙烯基‑1,2,4‑三氮唑溶于10~20 mL高沸点溶剂中，再加入链引发剂偶氮二异丁腈，其中链引发剂的质量含量为高沸点溶剂的20%~50%，放入油浴中，反应24~48 h，反应温度为50~80 ℃，得到溶液；（2）将（1）中得到的溶液中加入0.2~1 g聚苯并咪唑，搅拌溶解后，再加入乙烯基膦酸，搅拌溶解后，加入偶氮二异丁腈，室温搅拌1~2 h，氮气保护，气体流量为100 mL/min，得到溶液；（3）将（2）中得到的溶液放入油浴中，50~100 ℃下搅拌，反应12~48 h，得到溶液；（4）将（3）中得到的溶液中继续加入5~10 mL高沸点溶剂，搅拌30 min后，加入自由基淬灭剂，超声搅拌30 min，倒入铸膜板中，60~80 ℃下将溶剂蒸干，将得到的高温质子交换膜小心揭下，浸泡在乙醇中洗涤后干燥；（5）将干燥后的交联型高温质子交换膜浸泡在磷酸溶液中，60~120 ℃下浸渍24~48 h后取出，得到高温质子交换膜。