[发明专利]一种高温质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明提供一种高温质子交换膜的制备方法，包括如下步骤：一)双羟乙基砜‑4,5‑二羧基咪唑缩聚物的制备，二)缩聚物的改性，三)浇注成膜，四)磷酸掺杂。本发明还公开了根据所述高温质子交换膜的制备方法制备得到的高温质子交换膜及利用所述高温质子交换膜作为聚电解质膜的质子交换膜燃料电池。本发明制备得到的高温质子交换膜与现有技术中的高温质子交换膜相比，质子传导率更高、价格更加低廉、甲醇渗透率更低、机械力学性能更好，稳定性和耐高温性能更佳，使用更加安全环保。

主权项

1.一种高温质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)双羟乙基砜‑4,5‑二羧基咪唑缩聚物的制备：将双羟乙基砜、4,5‑二羧基咪唑、催化剂溶于甲苯中，并加入到带有分水器的圆底烧瓶中，在氮气或惰性气体氛围下80‑90℃下搅拌反应2‑3小时，在温度110‑130℃下搅拌反应6‑8小时，后旋蒸除去溶剂，并用水洗涤产物3‑5次，再用乙酸乙酯洗涤4‑8次，最后置于真空干燥箱中80‑90℃下烘10‑15小时；2)缩聚物的改性：将经过步骤1)制备得到的缩聚物、2‑氯乙基甲基磺酸、碱性催化剂溶于高沸点溶剂中，在70‑80℃下搅拌反应4‑6小时，然后在水中沉出，并用水洗5‑8次后置于真空干燥箱中100‑110℃下烘10‑15小时；3)浇注成膜：将经过步骤2)制备得到的改性后的缩聚物溶于二甲亚砜，并向溶液中加入金属有机框架，超声15‑20分钟，后浇注在聚四氟乙烯板上，并置于70‑80℃的鼓风干燥箱中烘8‑12小时，得到聚合物膜；4)磷酸掺杂：将步骤3)中制备得到的聚合物膜浸泡在70‑80℃下质量分数为60‑80％的磷酸溶液中20‑30小时，后取出用滤纸擦拭膜表面，并置于70‑80℃下真空干燥20‑30小时，得到高温质子交换膜。