[发明专利]一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜及其制备方法有效
| 申请号： | 201710305512.2 | 申请日： | 2017-05-03 |
| 公开（公告）号： | CN107104242B | 公开（公告）日： | 2020-01-14 |
| 发明（设计）人： | 沈春晖;任学超;高山俊;陈继钦;袁园 | 申请（专利权）人： | 武汉理工大学 |
| 主分类号： | H01M8/1048 | 分类号： | H01M8/1048;H01M8/1069 |
| 代理公司： | 42102 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 | 代理人： | 唐万荣;官群 |
| 地址： | 430070 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明提供一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜及其制备方法，所述质子交换膜由有机膦酸与硅氧烷发生开环反应后在SPEEK基体中交联形成聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK溶胶，所得溶胶经陈化、干燥、热处理处理得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜。该质子交换膜能够在不同温度和湿度条件下，依靠不同组分的质子传导单元传导质子，从而保证了膜在中低温以及高温低湿度甚至无水条件下都能发挥良好的质子导电性。并且制备的膜有着良好的力学性能和热化学稳定性，同时有效的降低了甲醇透过率。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 聚硅氧烷多膦酸 掺杂 speek 低温 通用型 质子 交换 及其 制备 方法 | ||
【主权项】：
1.一种聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜由有机膦酸与硅氧烷发生开环反应后在SPEEK基体中交联形成聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK溶胶，所得溶胶经陈化、干燥、热处理处理得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜；/n所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸；所述硅氧烷为2-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷；/n所述高低温通用型质子交换膜的制备方法步骤如下：/n1）制备有机膦酸溶液：将有机膦酸在40-60℃下溶于溶剂中，得到1-2mol/L的有机膦酸溶液；/n2）制备硅氧烷溶液：将硅氧烷溶于溶剂中，得到0.5-2 mol/L的硅氧烷溶液；/n3）制备SPEEK溶液：将SPEEK溶于溶剂中，得到0.5-1 mol/L的SPEEK溶液；/n4）制备硅氧烷多膦酸溶胶：在惰性气氛保护下，温度为60-80℃时，将步骤2）所得硅氧烷溶液逐滴加入到步骤1）所得有机膦酸溶液中，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续反应24-48h得到硅氧烷多膦酸溶胶；/n5）制备聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜：将步骤3）所得SPEEK溶液缓慢加入到步骤4）所得硅氧烷多膦酸溶胶中，于60-80℃下充分搅拌6-8h使其混合均匀，然后将混合均匀的溶胶倒入聚四氟乙烯模盘中，于室温下陈化2-3天，再置于烘箱中干燥，随后分别在100℃、120℃、150℃下各热处理2h，冷却后脱模得到聚硅氧烷多膦酸掺杂SPEEK高低温通用型质子交换膜；/n所述SPEEK的磺化度为58-63%。/n
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