[发明专利]高性能轻度还原氧化石墨烯复合质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体为一种高性能轻度还原氧化石墨烯复合质子交换膜及其制备方法。本发明通过聚合物溶液与氧化石墨烯纳米片分散液超声静置操作，得到聚合物修饰的氧化石墨烯纳米复合物；然后将复合物抽成氧化石墨烯纳米复合物膜；随后将所得膜在氢碘酸溶液中短时间处理，得到在水中稳定的轻度还原氧化石墨烯纳米复合物膜；最后将膜进行酸化处理。氧化石墨烯纳米复合物中长达数百纳米的聚合物长程质子传输通道在膜内构建了极为连续的质子传输通道，极大地提升了质子在片层内和片层间的传输。同时通过轻度还原，进一步增强了质子的层间传导。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

一种高性能轻度还原氧化石墨烯复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）将5~100 mL氧化石墨烯水分散液与0.5 ~ 10 mL 聚合物溶液混合，超声0.5~3 h；静置0.5 ~ 3 h，得到氧化石墨烯纳米复合物分散液；（2）在0.05 ~ 1 Mpa压力下将所得氧化石墨烯纳米复合物分散液抽滤成膜，随后将氧化石墨烯纳米复合物膜从基膜上取下；置于 5 ~ 55 wt% 氢碘酸水溶液中浸泡1 ~ 20 min；再用酸在20 ~ 90℃下处理0.5 ~ 4 h，得到含有长程聚合物质子传输通道的高性能轻度还原氧化石墨烯质子交换膜。