[发明专利]一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法

权利要求书

1.一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，采用聚苯胺/石墨复合材料对NAFION质子膜进行掺杂改性；首先通过在石墨层间原位聚合聚苯胺获得所述聚苯胺/石墨复合材料，然后采用溶剂置换法制备NAFION改性质子膜，以提高NAFION质子膜的阻醇选择性；

所述聚苯胺/石墨复合材料的制备方法包括：

（1）将石墨粉放入到无水乙醇溶液中，超声清洗；

（2）将清洗过后的石墨粉烘干，加入到苯胺中超声吸附；

（3）将超声吸附后的石墨粉抽滤，用无水乙醇清洗3-5次；

（4）将步骤（3）清洗后的石墨粉加入到HCl/H2SO4混合酸溶液中，充分搅拌，边搅拌边加入K2S2O8；待混合均匀后，保持恒温搅拌一定时间；

（5）恒温搅拌完毕后，抽滤烘干，得到聚苯胺/石墨复合材料，所述聚苯胺/石墨复合材料中聚苯胺的质量含量为0.5-1wt.%；

所述采用溶剂置换法制备NAFION改性质子膜，具体为：

向质量分数为5-10wt.%的NAFION原液中加入N-甲基吡咯烷酮，然后减压旋转蒸发至NAFION原液中有机溶剂被完全蒸出，获得以N-甲基吡咯烷酮为溶剂的NAFION溶液；

称取一定质量的聚苯胺/石墨粉复合材料，超声分散于所述以N-甲基吡咯烷酮为溶剂的NAFION溶液中，然后将超声分散后的混合溶液倒入玻璃皿中，自然延流均匀覆盖整个玻璃皿，烘干成膜，获得NAFION改性质子膜。

2.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，步骤（1）中，超声清洗时间为10-15min；步骤（2）中，超声吸附的超声频率为50-60KHz，超声时间为20-30min。

3.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述HCl/H2SO4混合酸溶液中，HCl的浓度为0.5-1mol/L，H2SO4的浓度为1-2mol/L；并且，边搅拌边加入

K2S2O8直至K2S2O8的浓度为0.1-0.2mol/L。

4.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，步骤（4）中，恒温搅拌温度为4-8℃，搅拌时间为8-10h。

5.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，向NAFION原液中加入N-甲基吡咯烷酮，控制NAFION原液和N-甲基吡咯烷酮的体积比为5：（1-2）。

6.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，向所述以N-甲基吡咯烷酮为溶剂的NAFION溶液中加入聚苯胺/石墨粉复合材料时，控制聚苯胺/石墨粉复合材料的添加量为NAFION质量的20-30%。

7.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，所述减压旋转蒸发的条件控制为：温度60-80℃，真空度80-200mbar。

8.根据权利要求1所述一种提高NAFION膜阻醇选择性的方法，其特征在于，在所述烘干成膜的过程中，控制烘干温度为105-120℃。