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专利号: 202110989489X
申请人: 中汽创智科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种质子交换膜,其特征在于,所述质子交换膜包括全氟磺酸树脂和交联后的聚轮烷。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜,其特征在于,所述聚轮烷的聚合单体包括聚乙二醇和环糊精的组合。

3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜,其特征在于,所述聚轮烷和全氟磺酸树脂的质量比为(0.25‑1.5):1。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的质子交换膜,其特征在于,所述质子交换膜还包括保水粒子和/或质子传导粒子;

优选地,所述保水粒子包括二氧化硅、二氧化钛或二氧化锆中的任意一种或至少两种的组合;

优选地,所述质子传导粒子包括磷酸氢锆和/或磷钨酸;

优选地,以所述聚轮烷和全氟磺酸树脂的总质量为100%计,所述保水粒子和质子传导粒子的质量百分数之和为3%‑15%。

5.一种权利要求1‑4任一项所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:将全氟磺酸树脂、聚轮烷、溶剂和交联剂混合,再将混合液涂覆于基板上,进行固化交联反应,得到所述质子交换膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)将聚轮烷、全氟磺酸树脂和交联剂各自独立地形成溶液,再将聚轮烷溶液与全氟磺酸树脂溶液混合,得到第一混合液;

(2)将混合后的溶液与交联剂溶液混合,得到第二混合液,再将第二混合液涂覆于基板上,进行固化交联反应,得到所述质子交换膜;

优选地,所述制备方法还包括在步骤(1)或步骤(2)中加入保水粒子和/或质子传导粒子;

优选地,所述固化交联的温度为100‑150℃;

优选地,所述基板包括聚四氟乙烯。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,以所述聚轮烷和全氟磺酸树脂的总质量为100%计,所述交联剂的质量百分数为1%‑5%;

优选地,所述交联剂包括三聚氰氯、羰基二咪唑、二乙烯基砜、六亚甲基二异氰酸酯或

1,4‑丁二醇二丁基烯醚中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求5‑7任一项所述的质子交换膜,其特征在于,所述溶剂包括氢氧化钠溶液和/或无水二甲基亚砜。

9.根据权利要求5‑8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

(1)将聚轮烷、全氟磺酸树脂和交联剂各自独立地形成溶液,再将聚轮烷溶液与全氟磺酸树脂溶液混合,得到第一混合液;

(2)将混合后的溶液与交联剂溶液、保水粒子和质子传导粒子混合,得到第二混合液,再将第二混合液涂覆于基板上,在100‑150℃下进行固化交联反应,得到所述质子交换膜。

10.一种燃料电池,其特征在于,所述燃料电池包括权利要求1‑4任一项所述的质子交换膜。