[发明专利]一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜及制备方法

权利要求书

1.一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜，其特征在于，所述电解质膜为：以多孔金属氧化物陶瓷为基本三维骨架，硅氧烷磷酸酯电解质活性材料浸润所述多孔陶瓷膜表面和内部形成的复合膜结构，工作时所述硅氧烷磷酸酯电解质活性材料为质子传播提供通道。

2.如权利要求1所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜，其特征在于，所述多孔金属氧化物陶瓷为氧化镁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷中的一种或两种以上的组合，所述多孔金属氧化物陶瓷孔径为10-300微米。

3.一种如权利要求1所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，采用多孔金属氧化物陶瓷粉末作为三维骨架的原料，有机硅烷、二甲基短链磷酸酯作为活性材料的原料，具体制备方法如下：

（1）将70-93.8质量份有机硅烷与6.2-30质量份的二甲基短链磷酸酯均匀混合，控制条件为搅拌速度大于100转/分钟，温度为100-170℃，在氮气保护气氛下搅拌，氮气流量为3-50mL/分钟，搅拌完成后，冷却至室温，抽真空至300-800Pa，除去黏性混合物中的气泡，获得黏性混合物；

（2）向所述黏性混合物中加入浓硝酸，进行缩合反应，充分反应后过滤烘干得到凝胶状材料；

（3）将所述凝胶状材料均匀涂覆在多孔金属氧化物陶瓷表面，压制后放入真空干燥炉在120℃条件下进行反复正压干燥使薄膜致密，获得陶瓷复合硅氧烷磷酸酯电解质膜。

4.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，所述有机硅烷的粘度为45-400mPa·s，所述有机硅烷为四甲基硅烷、二甲基二乙基硅烷、六甲基二硅氧烷、环甲基硅氧烷中的一种。

5.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，二甲基短链磷酸酯的粘度为22-101mPa·s，所述二甲基短链磷酸酯为二甲基氯乙基磷酸酯、二甲基乙基磷酸酯、二甲基羟乙基磷酸酯、二甲基三氯乙基磷酸酯、二甲基硫代磷酸酯、二甲基乙烯基磷酸酯、二甲基丙基磷酸酯中的一种。

6.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，所述浓硝酸与有机硅烷的摩尔比为1:100-150，浓硝酸的质量浓度为90%-98%。

7.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，所述涂覆过程中保持多孔金属氧化物的温度为70-100℃，便于有机硅氧烷磷酸酯渗入多孔金属氧化物孔隙。

8.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，所述压制工艺为采用压力设备，控制压力为1-30kPa，防止破坏多孔金属氧化物陶瓷骨架。

9.如权利要求3所述的一种复合有机硅氧烷磷酸酯燃料电池电解质膜的制备方法，其特征在于，所述正压干燥为采用热风介质，控制热风温度为120℃，风速为10-30m/s，人工加速干燥薄膜。