1.一种生物质基有机‑无机复合质子交换膜的制备方法,其特征在于,所述复合质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:将介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物均匀分散于壳聚糖的醋酸水溶液中,所得分散液流延成膜,经碱洗,水洗至中性,再浸泡于硫酸溶液中交联,水洗干燥后即得;所述复合质子交换膜包括生物质基体壳聚糖和分散于壳聚糖基体中的无机添加物介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物;所述介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物的添加量为壳聚糖的0.5wt.%‑15wt.%;
所述介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物的制备方法,包括以下步骤:(1)将模板剂溶于1 3 mol/L的盐酸水溶液中,形成浓度为1wt.% 5 wt.%的溶液,再向~ ~其中缓慢滴加正硅酸四乙酯,控制正硅酸四乙酯与盐酸水溶液的体积比为1:8 1:15,在30°~C 50°C下搅拌2 5 h,得到浑浊的混合液;
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所述的模板剂为聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物、聚乙二醇、十二胺中的任一种;
(2)往步骤(1)所得浑浊混合液中加入一定量的氧氯化锆,其中:正硅酸四乙酯与氧氯化锆中Si/Zr的摩尔比=2 5,继续在30°C 50°C下搅拌15 h,将所得混合液装入水热反应釜~ ~中,在100°C 150°C反应24 48 h;取出反应釜冷却至室温,打开反应釜用氨水调节pH=7 8,~ ~ ~重新将反应釜放入100°C 150°C烘箱中,继续反应24 48 h,得到水热反应产物;
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(3)将步骤(2)所得水热反应产物过滤、用大量的去离子水反复洗涤、干燥后,将所得粉末用0.5 2 mol/L硫酸溶液室温浸泡30 60min,控制粉末样品与硫酸溶液的比例为1 g/10 ~ ~mL 1 g/30 mL,将浸泡后的样品经过滤、洗涤、烘干,最后在500 650°C煅烧2 5 h,即得介~ ~ ~孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物的制备方法,所述介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物的添加量为壳聚糖的1wt.% 7wt.%。
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3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物的制备方法,步骤(2)中,Si/Zr的摩尔比=4 5。
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4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述复合质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:(1)将介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物分散在水或乙醇中,制成浓度为0.5 mg/mL 10 ~mg/mL的分散液;
(2)将壳聚糖溶解于1 3 vol.%的醋酸水溶液中,配成浓度为0.5wt% 5wt%的壳聚糖溶~ ~液,将步骤(1)制备的介孔硫化氧化锆‑氧化硅复合物分散液加入到壳聚糖溶液中,充分混合后得到均匀的分散液;
(3)将步骤(2)中所得的均匀分散液在洁净的玻璃板上流延成膜,干燥,冷却至室温脱膜;
(4)将步骤(3)所得的干膜浸泡于2 5 mol/L的NaOH溶液中2 6 h,除去膜中残留乙酸,~ ~随后用去离子水清洗,再将膜转移到浓度为0.1 4 mol/L的硫酸溶液中,室温浸泡0.5 5h以~ ~对复合膜进行交联,将交联后的膜,经去离子水反复冲洗后干燥,即得生物质基有机‑无机复合膜。
5.权利要求1 4任一所述方法制备的生物质基有机‑无机复合质子交换膜在燃料电池~中的应用。