[发明专利]一种微孔膜增强全氟链交联掺杂全氟离子交换膜

权利要求书

1.一种微孔膜增强全氟链交联掺杂全氟离子交换膜，其特征在于：该离子交换膜以微孔膜作为增强物，并含有辅助质子传导物质，该膜以全氟离子交换树脂为成膜树脂，在该树脂之间形成化学交联结构，且加入的高价金属化合物与所述化学交联结构上的酸性交换基团物理键合，从而形成交联双重网状结构；所述化学交联网络结构具有(I)的交联桥：

其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C₂-C₁₀全氟碳链；

其中所述全氟离子交换树脂是由四氟乙烯、一种或几种含酸性交换基团的全氟烯单体和一种或几种含交联位点的全氟烯单体共聚形成，或一种或多种上述共聚物的混合物；

所述含酸性交换基团的全氟烯单体选自式(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)

所述含交联位点的全氟烯单体是式(X)的结构：

其中，Y₅独立地为Br或I；

a’、b’、c’独立地为0或1，但a’+b’+c’≠0；

X₁选自F、Br或I；

n’为0或1；

R_f5、R_f6分别选自全氟烷基；

其中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、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或DMSO络合物；

或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所述的离子交换膜，其特征在于：R_f5、R_f6分别选自C₁-C₅的全氟烷基。

3.如权利要求1或2所述的离子交换膜，其特征在于：所述微孔膜选自膨体聚四氟乙烯薄膜、微孔聚四氟乙烯-六氟丙烯膜、多孔聚酰亚胺薄膜、SiO₂膜、TiO₂膜、ZrO₂膜、A1₂O₃薄膜、多孔玻璃膜。

4.如权利要求1-3任一项所述的离子交换膜，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。