專利名稱：一種密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池用質(zhì)子交換膜的制備方法，具體涉及一種密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備方法。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池(ProtonExchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)由于其低溫快速啟動(dòng)、能量轉(zhuǎn)換效率高，環(huán)境友好、幾乎不排放氮硫氧化物等污染物而成為關(guān)注的焦點(diǎn)。正是由于其突出的優(yōu)越性，一直被認(rèn)為是21世紀(jì)最為重要的新能源技術(shù)之一，是電動(dòng)車、潛艇和各種移動(dòng)電源的有力競(jìng)爭(zhēng)者。質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane, PEM)作為PEMFC的關(guān)鍵組件，起到分隔陰極陽極以及傳導(dǎo)質(zhì)子的作用。所以PEM的性能優(yōu)劣直接影響燃料電池的性能。用作PEM 的材料需要有良好的質(zhì)子導(dǎo)電性，可以降低電池內(nèi)阻并提高電流密度；材料分子量足夠大即材料的交聯(lián)度高以減弱高聚物的水解作用；水分子在膜中的電滲作用小，氫離子在其間遷移速度高；氣體滲透性盡可能小，以免氫氣和氧氣在電極表面反應(yīng)造成局部過熱影響電池效率；膜需要有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及適當(dāng)?shù)男阅軆r(jià)格比等。目前PEMFC —般采用全氟磺酸膜，如美國杜邦公司的Nafion系列膜，由于其化學(xué)穩(wěn)定性和良好的質(zhì)子傳導(dǎo)能力而被認(rèn)為質(zhì)子交換膜之首選。但是由于其合成難度高價(jià)格昂貴，而且其固有強(qiáng)度不夠，必須保持一定的厚度其強(qiáng)度才能滿足燃料電池的需要；此外，全氟磺酸膜其質(zhì)子傳導(dǎo)功能需要水的存在來實(shí)現(xiàn)，其電導(dǎo)率與含水量幾乎成線性關(guān)系。質(zhì)子交換膜燃料電池的工作溫度一般控制在80°C以下。為了提高其強(qiáng)度，減少磺酸樹脂用量并能夠適應(yīng)燃料電池商業(yè)化的需要而規(guī)?；a(chǎn)，許多研究者采用聚四氟乙烯增強(qiáng)處理制備增強(qiáng)型復(fù)合質(zhì)子交換膜，在保持質(zhì)子傳導(dǎo)的同時(shí)增強(qiáng)了膜的機(jī)械強(qiáng)度。另外為了能夠提高復(fù)合膜的保水能力往往在復(fù)合膜中添加各種保水性物質(zhì)，降低膜的厚度增強(qiáng)陰極水分反滲透以達(dá)到增濕目的。復(fù)合膜的制備采用全氟磺酸樹脂填充增強(qiáng)型多孔膜的方法，由于受復(fù)合膜填充度以及全氟磺酸樹脂本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，氣體在交換膜中具有一定的透過能力，在質(zhì)子交換膜燃料電池的工作過程中，陰極和陽極氣體在氣體分壓差的推動(dòng)下，會(huì)透過質(zhì)子交換膜到另一電極發(fā)生反應(yīng)，而產(chǎn)生混合電位降低電池效率等影響電池性能。所以制備保水性好以及低透氣密實(shí)型質(zhì)子交換膜是提高燃料電池工作壽命的有效途徑。專利申請(qǐng)文件CN1464580A公布了 “一種燃料電池用自增濕復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法”，在全氟磺酸樹脂溶液中加入Pt擔(dān)載型催化劑作為自增濕物質(zhì)，可以阻止陰陽極氣體滲透引起的混合電位，但是此方法的增濕效果并不明顯，而且加入貴金屬催化劑成本比較高。專利申請(qǐng)文件CN101938002 A公布了一種“全副磺酸樹脂/磺化Si02分子篩復(fù)合質(zhì)子交換膜及其制備方法”，以Nafion醇溶液和磺化的Si02分子篩為主要原料、在潔凈的玻璃培養(yǎng)器皿中流延成膜得到復(fù)合質(zhì)子交換膜，該方法制備的質(zhì)子交換膜具有較高的阻醇性能，但是SW2分子篩粒徑較大，不利于其在Nafion溶液中的均勻分散。專利申請(qǐng)文件CN101692487A公布了 “一種燃料電池用低透氣型質(zhì)子交換膜的制備方法”，采用超聲浸漬-噴涂結(jié)合的方法，先將膨體聚四氟乙烯薄膜浸漬在用超聲波震蕩的全氟磺酸溶液中，然后在膜的兩側(cè)表面反復(fù)噴涂上料至復(fù)合膜達(dá)到厚度要求。所制備的膜可以使全氟磺酸樹脂溶液對(duì)膨體聚四氟乙烯進(jìn)行有效的填充，降低氣體的滲透性，但是該專利采用的是二次超聲浸漬噴涂的方法，操作繁瑣，不利于連續(xù)化的大規(guī)模生產(chǎn)。中國專利CN101752574A公布了一種“超薄增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜的制備方法”，所采用的是在真空和受熱狀態(tài)下將磺酸樹脂溶液噴射到聚四氟乙烯微孔膜并滲入，再采取輥壓的方法得到厚度均勻性好，致密連續(xù)的質(zhì)子交換膜。由于采用噴射的方法將全氟磺酸樹脂溶液噴射到微孔膜表面，不利于樹脂溶液潤(rùn)濕微孔膜以及樹脂的滲入微孔。專利申請(qǐng)文件CN17M126A公布了一種“用堿金屬型全氟磺酸樹脂制備復(fù)合質(zhì)子交換膜的方法”，其特點(diǎn)是采用堿金屬離子型磺酸樹脂以提高樹脂的玻璃化溫度，使得樹脂能夠在高溫下與聚四氟乙烯很好的結(jié)合制備得到氣密性好，高強(qiáng)度和高電導(dǎo)率的交換膜， 在質(zhì)子交換膜燃料電池中有很好的應(yīng)用效果，但是其采用多次重復(fù)浸漬和輥壓的方法直到膜變透明，操作步驟較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備方法，用低沸點(diǎn)醇水溶液溶解全氟磺酸樹脂后，再依次加入高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑和保水性物質(zhì)而制得全氟磺酸樹脂混合溶液；然后用低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的混合溶液預(yù)浸透聚四氟乙烯多孔基底膜，再在浸透后的聚四氟乙烯多孔基底膜表面均勻滴加全氟磺酸樹脂混合溶液，使全氟磺酸樹脂進(jìn)入到膜微孔中，再經(jīng)熱處理及輥壓處理即得到膜致密性好，氣體滲透低，厚度均勻，尺寸穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體的制備方法如下
(1)用醇水體積比為1 1 9 1的低沸點(diǎn)醇水溶液加壓加熱溶解全氟磺酸樹脂，制備全氟磺酸樹脂的質(zhì)量百分含量為1% 15%的全氟磺酸樹脂溶液；
(2)向所述全氟磺酸樹脂溶液中加入與全氟磺酸樹脂溶液體積比為1 5 1 10的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，得到混合溶液；
(3)向步驟(2)所得混合溶液中加入保水性物質(zhì)，得到全氟磺酸樹脂混合溶液；所述全氟磺酸樹脂混合溶液中保水性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為1 % 20%;
(4)在平板玻璃或鏡面耐腐蝕金屬表面涂覆一層脫模劑，然后平鋪聚四氟乙烯多孔基底膜；
(5)在所述聚四氟乙烯多孔基底膜的膜表面滴加低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的混合溶液，使混合溶液預(yù)先浸透聚四氟乙烯多孔膜；所述低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的體積比為 1 :1 10 :1 ；
(6)向浸透后的聚四氟乙烯多孔膜膜表面滴加步驟(3)所配制的全氟磺酸樹脂混合溶液，并自然滲透流平；
(7)經(jīng)步驟(6)處理后的聚四氟乙烯多孔基底膜在紅外燈熱源下于40°C 50°C加熱 Ih 池，然后轉(zhuǎn)移到140°C 200°C的烘箱中熱處理池 證，冷卻至室溫后直接取膜，得到復(fù)合型質(zhì)子交換膜；
(8)將所述復(fù)合型質(zhì)子交換膜在溫度為140°C 180°C下熱壓，即得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜。優(yōu)選的，所述低沸點(diǎn)醇水溶液中的低沸點(diǎn)醇為異丙醇、丙醇、乙醇或丁醇。優(yōu)選的，所述保水性物質(zhì)為二氧化硅、雜多酸或二氧化硅與雜多酸的混合物。優(yōu)選的，所述雜多酸為磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸或硅鉬酸。優(yōu)選的，所述二氧化硅為氣相二氧化硅或者二氧化硅溶膠。優(yōu)選的，所述高沸點(diǎn)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N 二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或乙二醇。本發(fā)明所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜厚度為15μπι ΙΟΟμπι。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明用低沸點(diǎn)醇溶液與高沸點(diǎn)溶劑的混合溶液預(yù)先浸漬PTFE多孔基底膜，完全潤(rùn)濕且溶脹多孔膜，降低了全氟磺酸樹脂溶液的在PTFE多孔基底膜上的表面張力，有利于溶液滲透進(jìn)入到多孔膜內(nèi)，提高了樹脂對(duì)多孔膜的填充度，增加膜的致密性，降低了保水性質(zhì)子交換膜的透氣性；
(2)本發(fā)明所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜具有高吸水、保水能力，添加了SiO2后再添加雜多酸，結(jié)合了 S^2和雜多酸兩種親水物質(zhì)的保水性質(zhì)，從而具有更好的保水效果；
(3)本發(fā)明在密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備過程中加入了氣相化的SiO2或者S^2溶膠，其顆粒小、比表面積大，易于在全氟磺酸樹脂溶液中分散均勻，不會(huì)出現(xiàn)保水物質(zhì)的聚集造成局部含水量不同的狀況；
(4)本發(fā)明在平板玻璃或鏡面耐腐蝕金屬表面涂覆一層均勻的脫模劑，使得取膜方便快捷，有利于膜的大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)；
(5)本發(fā)明制備的密實(shí)復(fù)合質(zhì)子交換膜再經(jīng)過加熱輥壓處理后，進(jìn)一步提高膜的密實(shí)性，更好的隔絕兩極的氣體，提高膜的使用壽命。


圖1為實(shí)施例1所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的熱重曲線圖； 圖2為對(duì)比實(shí)施例1所制備的復(fù)合膜Nafion/PTFE的熱重曲線圖3為分別以實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例1所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子膜制備的電池的極化曲線圖4為分別以實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例2所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子膜制備的電池的極化曲線圖5為分別以實(shí)施例3與對(duì)比實(shí)施例3所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子膜制備的電池的極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取0. 8g全氟磺酸樹脂(Nation樹脂)，用15ml異丙醇水溶液(異丙醇與水體積比為 2:1)將全氟磺酸樹脂在高壓反應(yīng)釜中加熱溶解證，得到全氟磺酸樹脂溶液；向全氟磺酸樹脂溶液中加入高沸點(diǎn)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF) 3ml進(jìn)行混合，得到混合溶液；
向上述混合溶液中添加硅鎢酸和氣相二氧化硅，其中磷鎢酸和氣相二氧化硅的用量分別為Nafion質(zhì)量的洲和5%，超聲分散均勻得到均一的全氟磺酸樹脂混合溶液；
將厚度為10 μ m的聚四氟乙烯多孔基底膜(以下簡(jiǎn)稱PTFE多孔基底膜)用去離子水和乙醇浸泡洗滌；在平板玻璃表面涂覆一層脫模劑，再將PTFE多孔基底膜平鋪在脫模劑上；
在PTFE表面滴異丙醇與DMF的混合溶液2ml預(yù)浸潤(rùn)PTFE多孔膜，其中異丙醇與DMF 的體積比為7:1 ；
然后在浸透后的PTFE多孔基底膜膜表面均勻滴加全氟磺酸樹脂混合溶液，在紅外燈下50°C加熱揮發(fā)溶劑池后再放到烘箱中于140°C熱處理池，冷卻后直接取膜；
將得到的膜在加熱下輥壓機(jī)中輥壓，輥壓輪表面溫度為180°C，最后得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜，膜厚度約為40 μ m。采用碳紙、聚四氟乙烯溶液、XC-72碳粉和Johnson Matthey Pt/C催化劑制備膜電極，按照Pt催化劑=Nafion樹脂異丙醇為3 1 130的質(zhì)量比制備催化劑漿料，采用噴涂法將催化劑漿料涂敷在所制備的密實(shí)復(fù)合型交換膜的表面而制得膜電極，膜電極中陰極催化劑的Pt載量為0. 5mg/cm2,陽極催化劑的Pt載量為0. 2mg/cm2,活性面積為25cm2。為了確保電極與密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的有效接觸，減小膜電極本身的接觸電阻，采用熱壓技術(shù)將膜電極與氣體擴(kuò)散層粘結(jié)在一起。具體方法是將制備好的兩張氣體擴(kuò)散層分別置于膜電極兩側(cè)，0. 2MPa下熱壓5min得到膜電極組件(MEA)，將制備的膜電極組件組裝成單電池PEMFC，在Arbin燃料電池測(cè)試系統(tǒng)上測(cè)試其性能，如圖3所示。該氣體擴(kuò)散層是將碳紙經(jīng)過疏水處理后，再涂上導(dǎo)電粒子整平，再經(jīng)熱處理而形成的。對(duì)比實(shí)施例1
采用實(shí)施例1所述方法制備密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜，不同的是在全氟磺酸樹脂溶液中不加入保水物質(zhì)。用所制備的密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子膜制備膜電極，再組裝PEMFC，在Arbin燃料電池測(cè)試系統(tǒng)上測(cè)試電池性能，步驟均與實(shí)施例1相同。圖1和圖2分別為兩實(shí)施例所制備的密實(shí)型復(fù)合質(zhì)子交換膜的熱重曲線圖，保水復(fù)合膜在125°C附近失重0. 9%，而Nafion/PTFE膜的失重為3. 9%,說明添加保水物質(zhì)的復(fù)合膜在高溫段具有較高的保水能力。該對(duì)比實(shí)施例所組裝成的PEMFC與用實(shí)施例1組裝成的PEMFC對(duì)比，在電池溫度為50°C不增濕條件下的電池極化曲線見圖3。由圖中兩個(gè)性能對(duì)比，不難看出添加了保水性物質(zhì)的質(zhì)子交換膜在不增濕情況下具有更好電池性能，說明添加保水性物質(zhì)的膜具有明顯的自增濕效果。實(shí)施例2
取Ig全氟磺酸樹脂(Nation樹脂)，用35ml丙醇水溶液(丙醇與水體積比為4:1)將全氟磺酸樹脂在高壓反應(yīng)釜中加熱溶解lh，得到全氟磺酸樹脂溶液；
向全氟磺酸樹脂溶液中加入高沸點(diǎn)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF) 5ml進(jìn)行混合，得到混合溶液；
向上述混合溶液中加入兩種保水性物質(zhì)磷鎢酸(PWA)和二氧化硅溶膠，得到全氟磺酸樹脂混合溶液；其中PWA的用量為Nafion樹脂的3%，二氧化硅溶膠的用量為Nafion樹脂的5% ；
將厚度為10 μ m的PTFE多孔基底膜用去離子水和乙醇浸泡洗滌；在鏡面耐腐蝕表面涂覆一層脫模劑，再將PTFE多孔基底膜平鋪在脫模劑上；
然后在PTFE表面滴加異丙醇與DMF的混合溶液2ml預(yù)浸潤(rùn)PTFE多孔基底膜(異丙醇與DMF的體積比為5:1 );然后在浸透后的PTFE多孔基底膜膜表面均勻滴加全氟磺酸樹脂溶液，在紅外燈下50°C加熱揮發(fā)溶劑池后再放到烘箱中于200°C熱處理2.證，冷卻后直接取膜；
將得到的膜在加熱下輥壓機(jī)中輥壓，輥壓輪表面溫度為140°C，最后得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜，膜厚度約為40 μ m。采用此膜制備的膜電極組裝成PEMFC，在單電池評(píng)價(jià)系統(tǒng)上測(cè)試其電池性能，如圖 4所示。對(duì)比實(shí)施例2
采用實(shí)施例2中的方法制備膜電極，不同的是只加入SiA —種保水物質(zhì)而不添加磷鎢酸(PWA)，SiO2用量為Nafion的5%。用此膜制備膜電極，在單電池測(cè)試系統(tǒng)上測(cè)試其電池性能，在不增濕條件下測(cè)試電池極化曲線與實(shí)施例2對(duì)比，見圖4。對(duì)比圖中曲線，不難看出在不增濕條件下添加兩種保水物質(zhì)的復(fù)合膜具有比單獨(dú)一種保水物質(zhì)復(fù)合膜的具有更好的電池性能。實(shí)施例3
取1. 5g全氟磺酸樹脂(Nation樹脂)，用45ml異丙醇水溶液(異丙醇與水體積比為 8:1)將全氟磺酸樹脂在高壓反應(yīng)釜中加熱溶解池，得到全氟磺酸樹脂溶液；
向全氟磺酸樹脂溶液中加入高沸點(diǎn)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF) 5ml進(jìn)行混合，得到混合溶液；
向上述混合溶液中加入氣相二氧化硅和PWA，得到全氟磺酸樹脂混合溶液。其中氣相二氧化硅和PWA的用量分別為Nafion樹脂的4%和6% ；
將厚度為IOym的PTFE多孔基底膜用去離子水和乙醇浸泡洗滌；在平板玻璃表面涂覆一層脫模劑，再將PTFE多孔基底膜平鋪在脫模劑上；
在PTFE表面滴異丙醇與DMF的混合溶液Iml來預(yù)浸潤(rùn)PTFE多孔基底膜(異丙醇與DMF 的體積比為7:1 );
然后在浸透后的PTFE多孔基底膜上均勻滴加全氟磺酸樹脂混合溶液，在紅外燈下 50°C加熱揮發(fā)溶劑池后再放到烘箱中于200°C熱處理2. 5h，冷卻后直接取膜；
將得到的膜在加熱下輥壓機(jī)中輥壓，輥壓輪表面溫度為140°C，最后得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜，膜厚度約為40 μ m。為了驗(yàn)證復(fù)合膜熱壓處理對(duì)膜的電池性能影響，將所制備的復(fù)合膜不經(jīng)過加熱輥壓熱處理來作為對(duì)比實(shí)施例3，其電池性能對(duì)比如圖5。從圖中的電池性能曲線對(duì)比可以看出，經(jīng)過輥壓后處理的復(fù)合膜開路電壓比未經(jīng)過輥壓處理的復(fù)合膜膜開路電壓高，說明其密實(shí)性抗氣體滲透性更好。
權(quán)利要求
1.密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟用低沸點(diǎn)醇水溶液溶解全氟磺酸樹脂后，再依次加入高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑和保水性物質(zhì)而制得全氟磺酸樹脂混合溶液；然后用低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的混合溶液預(yù)浸透聚四氟乙烯多孔基底膜，再在浸透后的聚四氟乙烯多孔基底膜表面均勻滴加全氟磺酸樹脂混合溶液，使全氟磺酸樹脂進(jìn)入到膜微孔中，再經(jīng)熱處理及輥壓處理即得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)用醇水體積比為1 1 9 1的低沸點(diǎn)醇水溶液加壓加熱溶解全氟磺酸樹脂，制備全氟磺酸樹脂的質(zhì)量百分含量為1% 15%的全氟磺酸樹脂溶液；(2)向所述全氟磺酸樹脂溶液中加入與全氟磺酸樹脂溶液體積比為1 5 1 10的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，得到混合溶液；(3)向步驟(2)所得混合溶液中加入保水性物質(zhì)，得到全氟磺酸樹脂混合溶液；所述全氟磺酸樹脂混合溶液中保水性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為1 % 20%;(4)在平板玻璃或鏡面耐腐蝕金屬表面涂覆一層脫模劑，然后平鋪聚四氟乙烯多孔基底膜；(5)在所述聚四氟乙烯多孔基底膜的膜表面滴加低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的混合溶液，使混合溶液預(yù)先浸透聚四氟乙烯多孔膜；所述低沸點(diǎn)醇與高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的體積比為 1 :1 10 :1 ；(6)向浸透后的聚四氟乙烯多孔膜膜表面滴加步驟(3)所配制的全氟磺酸樹脂混合溶液，并自然滲透流平；(7)經(jīng)步驟(6)處理后的聚四氟乙烯多孔基底膜在紅外燈熱源下于40°C 50°C加熱 Ih 池，然后轉(zhuǎn)移到140°C 200°C的烘箱中熱處理池 證，冷卻至室溫后直接取膜，得到復(fù)合型質(zhì)子交換膜；(8)將所述復(fù)合型質(zhì)子交換膜在溫度為140°C 180°C下熱壓，即得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述低沸點(diǎn)醇水溶液中的低沸點(diǎn)醇為異丙醇、丙醇、乙醇或丁醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述保水性物質(zhì)為二氧化硅、雜多酸或二氧化硅與雜多酸的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述二氧化硅為氣相二氧化硅或者二氧化硅溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述雜多酸為磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸或硅鉬酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N, N 二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或乙二醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的制備方法，其特征在于所述密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜 ) ] 15ym~ 100 μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備方法，包括以下步驟用低沸點(diǎn)醇水溶液溶解全氟磺酸樹脂，制備形成全氟磺酸樹脂溶液，再向溶液中添加高沸點(diǎn)溶劑置換低沸點(diǎn)溶劑，然后再加入SiO2及雜多酸等保水性物質(zhì)；將預(yù)處理過的PTFE多孔基底膜先用低沸點(diǎn)醇和高沸點(diǎn)溶劑的混合溶液預(yù)先浸透，再將加有保水物質(zhì)的樹脂溶液均勻滴加到PTFE多孔基底膜表面，經(jīng)加熱揮發(fā)溶劑并熱處理得到復(fù)合質(zhì)子交換膜，再經(jīng)過輥壓即得到密實(shí)復(fù)合型質(zhì)子交換膜。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，復(fù)合膜厚度可控且機(jī)械強(qiáng)度及保水性好，具有很好的尺寸穩(wěn)定性及致密性，并且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，應(yīng)用于燃料電池質(zhì)子交換膜可提高電池穩(wěn)定性、使用壽命和比功率。
文檔編號(hào)C08J9/40GK102304234SQ201110198650
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者廖世軍, 曾建皇, 謝義淳, 郭文杰 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)