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专利号: 2022110075193
申请人: 湖北工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种木质素磺酸钠改性凹凸棒土壳聚糖质子交换膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)通过多巴胺对凹凸棒土进行表面包覆:将凹凸棒土粉末和多巴胺混合,然后向其中加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液,通过超声处理使分散均匀,然后室温搅拌反应20‑24h,反应过程中通过滴加0.1mol/L盐酸溶液,以保持反应液pH在8~10,反应完成后,反应液经离心分离后,固体用无水乙醇洗涤,干燥,得到多巴胺包覆凹凸棒土;

(2)将(1)所得多巴胺包覆凹凸棒土与木质素磺酸钠通过物理混合,得到木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土;

(3)将木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土与壳聚糖溶液混合,流延成膜;取干膜浸泡于硫酸溶液中进行交联,经水洗干燥后,得到木质素磺酸钠改性凹凸棒土壳聚糖质子交换膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

(1)将凹凸棒土粉末和多巴胺混合,然后向其中加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液,通过超声处理使分散均匀,然后室温搅拌反应20‑24h,反应过程中通过滴加0.1mol/L盐酸溶液,以保持反应液pH在8~10,反应完成后,反应液经离心分离后,固体用无水乙醇洗涤,干燥,得到多巴胺包覆凹凸棒土;

(2)取步骤(1)所得多巴胺包覆凹凸棒土与木质素磺酸钠混合,再向其中加入少量去离子水,研磨2~3h,向研磨后的产物中加入去离子水并超声30~40 min,室温搅拌1~2 h;将反应液抽滤后,用去离子水进行洗涤,室温干燥,得到木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土;

(3)取步骤(2)所得木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土加入2v/v%~5v/v%乙酸水溶液中,经超声处理使形成均匀分散液,取壳聚糖加入2v/v%~5v/v%乙酸水溶液中使其完全溶解,然后在搅拌条件下,将上述两种溶液混合,室温搅拌3~4h,使混合均匀,经超声脱泡处理后,流延制膜;取干膜浸泡于硫酸溶液中进行交联,经水洗干燥后,得到木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土壳聚糖复合质子交换膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述凹凸棒土与多巴胺的质量比为1.0~1.5︰1.0~1.5。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述多巴胺包覆凹凸棒土与木质素磺酸钠的质量比为1.0~1.5︰2.0~3.0。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述木质素磺酸钠改性多巴胺包覆凹凸棒土与壳聚糖的质量百分比为2/100 10/100。

~

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述凹凸棒土与三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液的质量体积比为0.5~1.0︰200,g/mL;

步骤(2)中,研磨前,所述多巴胺包覆凹凸棒土与所加去离子水的质量比为1.0~1.5︰

0.5~1.0。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述交联步骤为:取干膜用2mol/L硫酸浸泡24h。

8.权利要求1‑7任一所述的方法制备的木质素磺酸钠改性凹凸棒土壳聚糖质子交换膜在燃料电池中的应用。