[发明专利]基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法

权利要求书

1.一种基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)、制备纳米尺度Nafion薄膜；

(b)、制备离子污染的Nafion薄膜；

(c)、离子污染的Nafion薄膜的导电率测试；

(d)、测试受离子污染的Nafion薄膜的污染程度。

2.根据权利要求1所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述步骤(a)具体包括：

(a1)、配制Nafion溶液；

(b1)、以硅为基底的叉指电极在Nafion溶液中静置一定时间；

(c1)、取出叉指电极吹干，放入烘箱烘干1h以上，即得厚度为在纳米级别的Nafion薄膜，所述烘箱温度为50℃～70℃。

3.根据权利要求2所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述Nafion溶液浓度小于2wt.％，所述静置的时间在12小时～48小时。

4.根据权利要求3所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，浓度小于2wt.％的所述Nafion溶液的配制方法具体包括：取当量质量为(EW)1000，浓度为20wt.％的Nafion溶液，经异丙醇稀释到小于2wt.％，超声约5分钟，静置24小时以上。

5.根据权利要求2所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述叉指电极分别用丙酮，甲醇，异丙醇分别超声清洗约10min，通过超纯水超声清洗10min后置于温度为50～70摄氏度的烘箱中烘干1h以上得到。

6.根据权利要求1所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述步骤(b)具体包括：

(a2)、配制HNO₃和Co(NO₃)₂的混合溶液，所述HNO₃和Co(NO₃)₂的配比为xHNO₃＝0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0(保持混合溶液中的阴阳离子浓度为0.06kmol·m³不变，氢离子占混合溶液中阳离子的比例)，充分混合；

(b2)、将步骤(a)中制备得到的Nafion薄膜浸泡在所述HNO₃和Co(NO₃)₂的混合溶液中24h以上后取出，在超纯水中浸泡约30s，放入温度为50～70摄氏度的烘箱中烘干1h以上，即得离子污染的Nafion薄膜；

(c2)、测试离子污染的Nafion薄膜的厚度。

7.根据权利要求1所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述步骤(c)具体包括：将步骤(b)中的叉指电极放入恒温恒湿箱中，连接电化学工作站(AutolabPGSTAT204)测试交流阻抗谱，得到离子污染的Nafion薄膜的质子阻抗。

8.根据权利要求1所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述步骤(d)具体包括：

(a3)、将叉指电极放入N,N-二甲基甲酰胺DFM溶剂中超声5min；

(b3)、电感耦合等离子体质谱仪检测薄膜中S和Co的质量相对含量。

9.根据权利要求8所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述电导率测试的测试条件为100％湿度，温度范围在在20℃～50℃。

10.根据权利要求2所述的基于燃料电池催化层的离子污染Nafion薄膜的制备及测试方法，其特征在于，所述叉指电极包括45个齿，齿宽10μm，齿长5cm，齿高200nm，齿间距100μm。