[发明专利]二维氮化硼纳米复合物基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，具体为一种二维氮化硼纳米复合物基杂化质子交换膜及其制备方法。本发明首先通过离聚物协助在乙醇相中超声剥离二维层状材料本体，得到有离聚物修饰的氮化硼纳米复合物；然后将复合物配制成一定浓度的分散液，在压力辅助下制备离聚物修饰的二维氮化硼纳米片基复合质子交换膜。该复合质子交换膜极大地促进了由表面电荷主导的局部质子传输；在80℃‑95%RH条件下，其质子传导率是Nafion117的4倍。与此同时，基质子交换膜具有低甲醇渗透率及高选择性，甲醇渗透率在40℃时相较于商品化Nafion117膜降低一个数量级。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

1.一种离聚物修饰的二维氮化硼纳米复合物基杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）将0.01~50 g氮化硼粉末以及0.1~50 mL离聚物溶液分散在200~500 mL乙醇中，超声5~50 h；超声后得到的悬浮液通过1000~50000 rpm离心10~60 min，收集上清液，经乙醇和水离心洗涤后得到离聚物修饰的二维氮化硼纳米复合物水相分散液；（2）制备10~500 mL二维氮化硼纳米复合物水分散液，加入1~100 mL浓度为1~50 mg/mL的聚乙烯醇水溶液以及0.1~10 mL5 wt% Nafion溶液；在0.05 ~ 1 MPa压力下将所得的分散液抽滤成膜；随后将膜从基膜上取下，用酸在20 ~ 90 ℃下处理0.5 ~ 4 h，再用水洗去多余的酸；最终得到离聚物修饰的二维氮化硼纳米复合物基杂化质子交换膜。