[发明专利]一种耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 202210534857.6 | 申请日： | 2022-05-17 |
| 公开（公告）号： | CN114843567A | 公开（公告）日： | 2022-08-02 |
| 发明（设计）人： | 杨大伟;曹鹏飞;柏槐基;肖慧芳 | 申请（专利权）人： | 江苏科润膜材料有限公司 |
| 主分类号： | H01M8/1039 | 分类号： | H01M8/1039;H01M8/1069;H01M8/1072 |
| 代理公司： | 广东卓林知识产权代理事务所(普通合伙) 44625 | 代理人： | 岳帅 |
| 地址： | 211600 江苏省淮*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 耐高温 磺化 聚酰亚胺 质子 交换 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备磺酸化纳米蒙脱石：将纳米蒙脱石粉末分散在25-35wt％的四丁基氢氧化铵溶液中，并在70-85℃下搅拌9-12h后，过滤，去离子水洗涤，得到四丁基氢氧化铵插层蒙脱石；然后，将四丁基氢氧化铵插层蒙脱石分散在20-30wt％的丁二酸二异辛酯磺酸钠溶液中，并在60-70℃下搅拌2-4h后，冷却至室温后不断搅拌情况下加入8-12wt％的硫酸溶液以调节溶液pH为4.5-5.5，搅拌并保持2-3h，过滤，去离子水洗涤至中性，离心脱水，真空干燥，得到磺酸化纳米蒙脱石；其中，纳米蒙脱石粉末：四丁基氢氧化铵溶液：丁二酸二异辛酯磺酸钠溶液的重量比为3:100:(60-100)；所述丁二酸二异辛酯磺酸钠溶液的溶剂为50wt％的乙醇水溶液；
(2)制备磺化聚酰亚胺改性树脂：将步骤(1)所述的磺酸化纳米蒙脱石加入35-40wt％的磺化聚酰亚胺溶液中，在85℃下搅拌6h，得到磺酸化纳米蒙脱石/磺化聚酰亚胺铸膜液；所述磺化聚酰亚胺溶液的溶剂为二甲基亚砜；磺酸化纳米蒙脱石与磺化聚酰亚胺溶液的质量比为(0.8-2)：100；
(3)溶液流延制膜：将步骤(2)所述的铸膜液在玻璃板上流延成膜，依次经过真空除泡、常压干燥、真空干燥，得到磺酸化纳米蒙脱石/磺化聚酰亚胺膜；
(4)后处理：将步骤(3)所述的磺酸化纳米蒙脱石/磺化聚酰亚胺膜先在无水乙醇中浸泡12-24h，过滤后再浸泡在硫酸溶液进行质子交换处理，去离子水洗涤至中性，加热干燥后得到耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜。
2.根据权利要求1所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的去离子水洗涤至中性的pH为6.8-7.5。
3.根据权利要求1所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的常压干燥的温度为40-80℃。
4.根据权利要求1所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的真空干燥的工艺参数为：真空度0.6-1Mpa，温度40-80℃。
5.根据权利要求1所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的硫酸溶液浓度为10-15wt％，质子交换时间为12-24h。
6.根据权利要求1所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的加热干燥为鼓风加热干燥，温度为120-130℃，鼓风的气体为氮气或氩气的一种。
7.一种耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜，其特征在于，使用如权利要求1～6中任一项所述的制备方法得到。
8.一种如权利要求7所述的耐高温型磺化聚酰亚胺质子交换膜的应用，其特征在于，用于燃料电池。
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