[发明专利]细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜及制备和应用

权利要求书

1.一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜，该夹心质子交换膜为BC-Nafion-BC结构或Nafion-BC-Nafion结构。

2.一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜的制备方法，包括：

（1）将细菌纤维素膜用去离子水冲洗，除去残留培养基等杂质，然后于70-100℃下置于质量浓度0.1-5%的碱性溶液中处理0.5-4h，直至细菌纤维素膜变成白色半透明，再用质量浓度0.1-3%的酸性溶液和去离子水清洗或单独用去离子水清洗，然后于去离子水中煮沸0.5-2h，再用去离子水冲洗至细菌纤维素膜pH值为中性为止，得到凝胶状的细菌纤维素膜；

（2）将Nafion膜依次用质量浓度3%的双氧水、去离子水、1mol/L的稀硫酸和去离子水煮沸处理1h，得到处理过的Nafion膜；

（3）将上述处理过的Nafion膜裁剪成比凝胶状的细菌纤维素膜小的形状，然后依次叠放凝胶状的细菌纤维素膜、处理过的Nafion膜和凝胶状的细菌纤维素膜；然后干燥成膜，即得到BC-Nafion-BC结构的细菌纤维素-Nafion夹心复合膜；

或者将上述处理过的Nafion膜裁剪成比凝胶状的细菌纤维素膜小的形状，然后依次叠放处理过的Nafion膜、凝胶状的细菌纤维素膜和处理过的Nafion膜；然后干燥成膜，即得到Nafion-BC-Nafion结构的细菌纤维素-Nafion夹心复合膜；

或者将凝胶状的细菌纤维素膜干燥后，得到细菌纤维素干膜；将所述的细菌纤维素干膜边缘不平整的部分裁减掉后，浸泡于质量浓度0.1-20%的Nafion溶液中5-15min，然后于90-110°C烘10-30min，再重复上述浸泡烘干的步骤1-9次，即得到Nafion-BC-Nafion结构的细菌纤维素-Nafion夹心复合膜；

（4）将上述得到的夹心复合膜于110-130°C韧化处理1-2h，即可。

3.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠的水溶液。

4.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酸性溶液为醋酸、柠檬酸、草酸，苯甲酸、山梨酸、苹果酸、甲酸、硼酸、碳酸、硅酸、亚硫酸或磷酸的水溶液。

5.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述Nafion膜为商业化的Nafion115膜、Nafion212膜或Nafion117膜。

6.根据权利要求2所述的一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的将凝胶状的细菌纤维素膜干燥的方式为烘干、风干或冻干，其余的干燥方式为室温晾干、风干或60°C以下低温烘干。

7.一种细菌纤维素-Nafion夹心质子交换膜应用于氢氧燃料电池或以甲醇或乙醇为燃料的液体燃料电池中。