[实用新型]高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜

说明书

本实用新型属于复合膜制备技术领域，具体涉及一种高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜。本实用新型所述的高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜，包括PVDF多孔膜和全氟质子交换膜涂层；所述PVDF多孔膜位于两层全氟质子交换膜涂层中间，PVDF多孔膜的膜孔里填充有全氟质子交换膜涂层。复合后的全氟质子交换膜各层之间的相容性好，复合膜的力学强度高、质子传导性能优良。

技术领域

本实用新型属于复合膜制备技术领域，具体涉及一种高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜。

背景技术

随着社会的发展，新能源领域越来越引起世人的重视。其中燃料电池由于其无污染、不消耗化石能源或许称为最终的新能源形态。含氟离子交换膜作为燃料电池的核心，要求优异的力学性能、高电导率和离子交换性能。为了提高离子交换膜的力学性能，有研究采用无机粒子或者聚合物纤维来增强，但由于无机粒子易团聚，聚合物纤维强度低，影响含氟离子交换膜的应用。有研究表明，PVDF、PTFE等聚合物纤维被应用到含氟离子交换膜，但这些聚合物纤维由于力学性能差，或者与树脂溶液浸润性不好等问题，所得的含氟离子交换膜存在寿命较短、氢气透过率高，离子传导率差的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜，复合后的全氟质子交换膜各层之间的相容性好，复合膜的力学强度高、质子传导性能优良。

本实用新型所述的高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜，包括PVDF多孔膜和全氟质子交换膜涂层；所述PVDF多孔膜位于两层全氟质子交换膜涂层中间，PVDF多孔膜的膜孔里填充有全氟质子交换膜涂层。

优选地，PVDF多孔膜的厚度为5-30μm。

优选地，PVDF多孔膜的平均孔径为0.5-2.0μm，孔隙率为75％-95％。

优选地，PVDF多孔膜为热压工艺处理过的PVDF多孔膜，热压条件为：热压温度110-150℃，压力0.1-0.5MPa，热压时间1-8s。

优选地，单层全氟质子交换膜涂层的厚度为3-20μm。

所述的高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜的制备方法如下：

(1)采用热压工艺制备高强度PVDF多孔膜，热压温度110-150℃，压力0.1-0.5MPa，热压时间1-8s。

(2)在PVDF多孔膜的两面分别涂覆一层全氟质子交换膜涂层，40-50℃条件下烘干，即为高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜。

现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型采用热压改进的PVDF多孔膜，力学强度明显提高，孔径大小及纤维粗细可调，树脂溶液浸润程度高；复合后的全氟质子交换膜各层之间的相容性好，复合膜的力学强度高、质子传导性能优良。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜的结构示意图；

图中：1、PVDF多孔膜；2、全氟质子交换膜涂层；3、膜孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如附图1所示，本实用新型的一种高强度PVDF多孔膜增强的全氟质子交换膜，包括PVDF多孔膜1和全氟质子交换膜涂层2；所述PVDF多孔膜1位于两层全氟质子交换膜涂层2中间，PVDF多孔膜1的膜孔3里填充有全氟质子交换膜涂层2。