[发明专利]超薄等离子体聚合磺酸基质子交换膜的制备方法及装置无效
| 申请号： | 201110053196.7 | 申请日： | 2011-03-07 |
| 公开（公告）号： | CN102174206A | 公开（公告）日： | 2011-09-07 |
| 发明（设计）人： | 蒋仲庆;孟月东;蒋仲杰 | 申请（专利权）人： | 中国科学院等离子体物理研究所 |
| 主分类号： | C08J5/22 | 分类号： | C08J5/22;C08F112/14;C08F2/52;H01M2/16;H01M8/02 |
| 代理公司： | 安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112 | 代理人： | 余成俊 |
| 地址： | 230031 *** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种新型超薄等离子体聚合磺酸基质子交换膜的制备方法。苯乙烯和三氟甲基磺酸单体在等离子体的作用下发生聚合反应，沉积到电极表面形成超薄致密的等离子体聚合质子交换膜。本发明方法制备出的质子交换膜，具有磺酸基含量高，具有更高的热稳定性和化学稳定性，增加了它在燃料电池中的寿命和工作时间。降低了膜与电极的接触电阻和质子的传导路径，提高了燃料电池的性能；增强了产物水从阴极边到阳极边的反扩散能力，提高新型膜电极的自增湿能力。等离子体聚合质子交换膜具有较高的质子电导率和较低的甲醇渗透性能。 | ||
| 搜索关键词： | 超薄 等离子体 聚合 基质 交换 制备 方法 装置 | ||
【主权项】：
一种新型超薄等离子体聚合磺酸基质子交换膜的制备方法，其特征在于：苯乙烯和三氟甲基磺酸单体在等离子体的作用下发生聚合反应，沉积到电极表面形成超薄致密的等离子体聚合磺酸基质子交换膜，具体包括以下步骤：(1)电极表面等离子体修饰在等离子体聚合反应装置里，将电极放于真空室基片台上，作为等离子体聚合磺酸基质子交换膜沉积基片，抽真空至本底气压10‑3Pa以下，通Ar气至真空室压强达20Pa左右，基片负偏压控制在10‑30V，在射频功率为100‑300W的条件下进行射频等离子体放电，对电极表面进行等离子体修饰5‑10分钟。(2)等离子体聚合成膜反应调节Ar气流量至真空室压强达10‑20Pa，然后以氢气为载气，分别从不同的气路将苯乙烯/氢气混合气体和三氟甲基磺酸/氢气混合气体通入等离子体反应器内，进行射频等离子体聚合成膜反应，要求，三氟甲基磺酸/氢气混合气体(其中三氟甲基磺酸/氢气分压比为1∶1‑1∶5)与苯乙烯/氢气混合气体(其中苯乙烯/氢气分压比为1∶1‑1∶5)分压比为1∶1‑5∶1，反应器真空室总压强为30‑60Pa，基片负偏压控制在10‑30V，苯乙烯单体的温度为30‑45℃，三氟甲基磺酸(CF3SO3H)单体的温度为40‑60℃，在射频功率为10‑300W的条件下进行等离子体聚合反应，反应时间1‑4小时，制得超薄等离子体聚合磺酸基质子交换膜。
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