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专利号: 2021114070226
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:

1.一种质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:(1)在全氟磺酸树脂溶液中加入含有反应性基团的氧基硅烷反应,而后调整体系至酸性条件继续反应,原位合成笼型倍半硅氧烷;

(2)在步骤(1)反应后的体系中加入引发剂进行交联反应;

(3)将步骤(2)得到的溶液进行成膜处理,得到所述质子交换膜;

步骤(1)所述含有反应性基团的氧基硅烷为含有乙烯基的氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述全氟磺酸树脂的EW值为800‑1200g/mol。

3.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述全氟磺酸树脂溶液的固含量为1%‑20%。

4.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述全氟磺酸树脂溶液中溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、DMSO或DMF中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述含有反应性基团的氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述含有反应性基团的含氧基硅烷与全氟磺酸树脂溶液的体积比为1:5‑1:20。

7.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述加入含有反应性基团的氧基硅烷反应的温度为室温。

8.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述加入含有反应性基团的氧基硅烷反应的时间为1‑5h。

9.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述调整体系至酸性条件为调整至pH 1‑3。

10.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述调整体系至酸性条件的方法为向体系中加入去离子水,而后加入浓盐酸调整体系至pH 1‑3。

11.根据权利要求10所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述浓盐酸的质量百分比浓度为37wt%。

12.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述调整体系至酸性条件继续反应的温度为50‑70℃。

13.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述调整体系至酸性条件继续反应的时间为24‑48h。

14.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述调整体系至酸性条件继续反应是在氮气保护下进行的。

15.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂。

16.根据权利要求15所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯或V‑50引发剂。

17.根据权利要求15所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述过氧化物类引发剂为BPO引发剂。

18.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述交联反应在氮气保护下进行。

19.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述交联反应的温度为60‑80℃。

20.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述交联反应的时间为12‑24h。

21.根据权利要求1所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述成膜处理为通过溶液浇筑的方式涂布成膜。

22.根据权利要求21所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,在通过溶液浇筑的方式涂布成膜后,60‑80℃下处理5‑18h去除溶剂,而后固化,得到所述质子交换膜。

23.根据权利要求22所述的质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述固化为在90‑110℃下固化1‑3h,而后在120‑150℃下固化1‑3h。

24.根据权利要求1‑23中任一项所述的制备方法制备得到的质子交换膜。

25.一种燃料电池,其特征在于,所述燃料电池包含如权利要求24所述的质子交换膜。