[发明专利]一种掺杂物理键合交联多层全氟离子交换膜

权利要求书

1.一种掺杂物理键合交联的多层全氟离子交换膜，包括2-40层全氟离子交换树脂为基体的单层膜，其特征在于：所述多层全氟离子交换膜中，至少有一层单层膜添加了辅助质子传导物质、至少有1层单层膜添加了高价金属化合物以与所述全氟离子交换树脂上的酸性基团形成物理键合交联；

所述全氟离子交换树脂是由含四氟乙烯、一种或几种含酸性基团的全氟烯单体共聚形成；

所述含酸性基团全氟烯单体选自下式(A)或(B)：

CF₂＝CFO[CF₂CF(CF₃)]_fO(CF₂)_gSO₃H

f＝0或1；g＝2～4的整数    (A)

CF₂＝CFO(CF₂)₃PO₃H₂         (B)

所述高价金属化合物的金属元素选自下列元素之一或组合：W、Ir、Y、Mn、Ru、V、Zn或La元素；且

所述高价金属化合物选自这些金属元素的最高价态和中间价态的环糊精、冠醚、EDTA、DMF或DMSO络合物；

或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的氢氧化物；

或选自这些金属元素的最高价态和中间价态的具有钙钛矿结构的氧化物；所述具有钙钛矿结构的氧化物选自如下化合物、Ca_0.6La_0.27TiO₃、La_(1-y)Ce_yMnO₃或La_0.7Ce_0.15Ca_0.15MnO₃，其中y＝0.1～0.4。

2.如权利要求1所述的交换膜，其特征在于：所述多层全氟离子交换膜包括2-5层的全氟离子交换树脂为基体的单层膜。

3.如权利要求1或2所述的交换膜，其特征在于：所述辅助质子传导物质选自：SiO₂、ZrO₂、TiO₂、BPO₄、Zr₃(PO₄)₄、Zr(HPO₄)₂、H₃PW₁₂O₄₀、CsHSO₄、CsH₂PO₄、H-丝光沸石、H-蒙脱石、HZr₂(PO₄)₃、Ce(HPO₄)₂、Ti(HPO₄)₂或Zr₂H(P₃O₁₀)₂中的一种或几种。

4.如权利要求1-3任一项所述的交换膜，其特征在于：所述高价金属化合物负载在所述辅助质子传导物质上。

5.如权利要求1-4任一项所述的交换膜，其特征在于：所述高价金属化合物选自这些金属元素的最高价态和中间价态的环糊精、冠醚、EDTA、DMF或DMSO络合物。

6.如权利要求5所述的交换膜，其特征在于：所述冠醚为含氮冠醚。