多种复合质子交换膜及其制备方法

质子交换膜 32601.9 范大学 热处理，得到聚吡咙/磺化聚醚砜复合膜；(4)将上述复合膜浸
的制备方法
入到多聚磷酸中，进行交联处理，得到交联的聚吡咙/磺化聚
醚砜复合膜。本发明制备的聚吡咙/磺化聚醚砜复合膜具有优
良的化学稳定性、机械性能、阻醇性以及较高的质子传导率等
性能。
本发明提供了一种负载多元催化剂的甲醇燃料电池质子交换
中国第
层复合纳米
温控装置，气体回收装置；吡咯聚合系统包括抄纸槽和聚合槽
CN2014103 一汽车
纤维质子交
两部分，聚合槽带有温度控制系统；滚压系统中含有清洗装置、
22908.4 股份有
换膜的装置
烘干装置和滚压装置，滚压装置含有温控系统控制其滚压温
限公司
及方法
度。所有装置通过机械控制集成统一控制。其在非氟质子交换
丝用溶液分别加入到静电纺丝装置的两个注射器中，在静电高
压下进行静电纺丝，得到化学异质的静电纺丝纤维膜；然后通
一种复合质
CN2011103 中山大 过静电自组装法对化学异质的静电纺丝纤维膜进行改性，得到
子交换膜及
93309.8 学
改性的化学异质静电纺丝纤维膜；用溶剂将改性的化学异质静
其制备方法
电纺丝纤维膜中所包含的非水溶性高分子聚合物 B 溶解，使
本发明公开了一种基于分子组装的磺化聚酰亚胺/聚吡咙复合 质子交换膜的制备方法，包含以下步骤：将四胺和四酸溶于有 机溶剂形成羧酸铵盐溶液，将其与部分磺化聚酰胺酸溶液混 一种基于分 合，获得纺丝混合液；对纺丝混合液进行静电纺丝获得纳米纤 子组装的磺 维膜前驱体；对纳米纤维膜前驱体进行热处理获得纳米纤维 化聚酰亚胺/ CN2015106 江西师 膜；将纳米纤维膜进行质子化处理；在多聚磷酸的存在下让纤 聚吡咙复合 32554.8 范大学 维膜交联；用纺丝混合液对纤维膜中的缝隙进行填充，再进行 质子交换膜 二次热处理，二次质子化，获得磺化聚酰亚胺/聚吡咙复合质 的制备方法 子交换膜。使用本发明方法制备的复合质子交换膜不仅具有较
膜的制备方
究院 单，易于操作，制备的质子交换膜可用于甲醇燃料电池，能提
法
高催化剂抗 CO 中毒能力，聚偏氟乙烯作为载体，大大提高电
池的输出特性，稀土金属氧化物可以减少氯铂酸用量，降低燃
料电池的成本，具有较好的商业化应用前景。
来源：永康乐业
静电纺丝有序纤维在膜厚度方向的直通排列，提供了膜厚度方 的质子交换
向的直通质子传导通道，可以有效提高膜厚度方向的质子传导 膜
率，获得较高的燃料电池性能。
本发明公开一种复合质子交换膜及其制备方法。所述复合质子
交换膜由如下方法制备得到：将可溶质子交换树脂 A 和非水
溶性高分子聚合物 B 分别溶解得到静电纺丝用溶液；静电纺
膜材料表面静电纺丝一层杂多酸与纳米颗粒的混合丝薄膜，增 加材料的质子交换能力以及机械强度。
本发明公开了一种质子交换膜燃料电池低铂催化层制备方法。
一种质子交
中国科 该催化层通过静电纺丝技术，直接制备低担量的 Pt/C-Nafion
换膜燃料电
学院大 催化层，粘结剂可以选为 PAA、PVA 等聚合物高分子，其厚
多种复合质子交换膜及其制备方法
专利名称 申请号 申请人
摘要
一种静电纺丝纤维沿膜厚度方向有序直通排列的质子交换膜 一种静电纺
及其制备方法，其特征是将静电纺丝有序纳米纤维沿膜厚度方 丝纤维沿膜
向直通排列。采用静电纺丝制备有序纳米纤维，经压缩、堵孔、 厚度方向有 CN2015100 大连理
沿纤维径向切片、平整、质子化后制备静电纺丝质子交换膜。 序直通排列 53261.4 工大学
乙烯-杂多
胺将杂多酸包覆在纤维表面，然后将荷正电的天然高分子壳聚
酸-壳聚糖 CN2015110 湖北工 糖填充进纤维膜的孔隙，利用壳聚糖与杂多酸之间强烈的静电
复合质子交 00301.5 程学院 相互作用力可以有效防止杂多酸在电池使用过程中的流失问
换膜的制备
题，同时也能大大增加纤维膜的机械性能，所制得的复合膜在
CN2014106
池用低铂催
连化学 度为 1-4μm。静电纺丝制备的催化层阴极担量为 0.2mg?cm-2
24103.5
化层的制备
物理研 的单池最大功率密度为 680mw?cm-2(H2-Air)优于商业化阴极
方法
究所 担量为 0.54mg?cm-2 的气体扩散电极。并且当阴极担量降低
至 0.056mg?cm-2 时，其最大功率密度仍具有 561mw?cm-2。
方法
室温和高温下均具有高的质子传导率和机械性能。本发明的聚
偏氟乙烯-杂多酸-壳聚糖复合质子交换膜有望在质子交换膜
燃料电池领域具有广阔的应用前景。
本发明涉及一种制备多层复合纳米纤维质子交换膜的装置及
方法，其特征在于：每套静电纺丝系统中包括带有高效多针喷
一种制备多
丝头的静电纺丝机、高压直流电源、计量输液泵、接收装置，
膜的制备方法，该方法具体包括如下步骤：(1)制备含有稀土
一种负载多
金属氧化物的氯铂酸乙醇溶液；(2)制备聚偏氟乙烯纺丝溶液；
元催化剂的
山东星 (3)将含有稀土金属氧化物的氯铂酸乙醇溶液和聚偏氟乙烯溶
甲醇燃料电 CN2016100 火科学 液混合，电纺获得复合纳米纤维膜；(4)在水溶液中还原获得
池质子交换 18641.9 技术研 负载多元催化剂的甲醇燃料质子交换膜。本发明制备工艺简
其扩散并填补至静电纺丝纤维膜的空隙中；然后加热烘干溶
剂，得到所述复合质子交换膜。所述复合质子交换膜化学稳定
性好、质子传导率高且质子传导活化能低，其制备工艺简单，
制备成本低。
本发明涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种聚偏氟乙烯-
杂多酸-壳聚糖复合质子交换膜的制备方法。该方法首先通过
一种聚偏氟
静电纺丝得到聚偏氟乙烯纤维膜，再通过粘附性超强的聚多巴
高的质子导电率、良好的机械强度，还具有优异的抗自由基氧 化性。
本发明公开了一种聚吡咙/磺化聚醚砜质子交换膜的制备方
法，主要包括以下步骤(1)将四酸单体和四胺单体溶解于溶剂
中，制得聚吡咙前驱体溶液；(2)向上述聚吡咙前驱体溶液中，
一种聚吡咙/
加入磺化聚醚砜，形成纺丝混合溶液，并Biblioteka Baidu行静电纺丝，制得
磺化聚醚砜 CN2015106 江西师 复合纳米纤维；(3)将得到复合纳米纤维膜真空干燥后，经过