CN113462015A - 一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 - Google Patents
一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113462015A CN113462015A CN202110738959.5A CN202110738959A CN113462015A CN 113462015 A CN113462015 A CN 113462015A CN 202110738959 A CN202110738959 A CN 202110738959A CN 113462015 A CN113462015 A CN 113462015A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- acid resin
- resin solution
- nafion
- sulfonic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 title claims abstract description 58
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 26
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 31
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 57
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 4
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000009438 liyan Substances 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
- C08J11/08—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法，包括：以低沸点的醇水溶液为溶剂，利用微波加热溶解燃料电池的废旧Nafion膜，得到均匀、清澈透明且纯度高的全氟磺酸树脂溶液。该全氟磺酸树脂溶液可用于制作全氟磺酸质子交换膜、增强复合膜和催化层，所再铸的质子交换膜性能与市售Nafion膜相当。本发明的方法绿色环保、低温低压、能耗低、快速高效、工艺简单，易于规模化生产和应用，能有效解决全氟磺酸质子交换膜的价格昂贵和废旧Nafion膜处理难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及质子交换膜燃料电池关键材料领域，具体涉及一种是利用废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池是将储存于氢气中的化学能直接转化为电能的装置，具有结构简单、高效清洁，启动温度低，安静无噪音等优点，在车用动力电源、便携式电源、固定电源等方面具有广阔的应用前景。
质子交换膜是质子交换膜燃料电池的关键组分之一，兼具分离阴阳极和传导质子的功能，需具有高质子传导率、低气体渗透性、良好的机械强度和化学稳定性及成本低廉的优点。近几十年来，美国杜邦公司生产的Nafion(如N117、N115、N112、NRE211等)系列的全氟磺酸膜因质子传导率高、化学和机械稳定性好而被广泛用于质子交换膜燃料电池，但其价格昂贵，占据燃料电池系统成本的15％，且不能循环使用。除此之外，全氟磺酸树脂作为电极内的质子导体，同样价格不菲。
2014年丰田公司Mirai燃料电池汽车的成功上市，带来了氢能燃料电池汽车产业化的新希望，再次掀起质子交换膜燃料电池的研究热潮。燃料电池汽车广泛普及必然产生大量的废旧Nafion膜及其边角余料，传统的填埋或焚烧处理方式，已不适合当今绿色、环保、高效、低碳的发展主题。因此，充分回收并资源化利用废弃Nafion膜及其边角料，不仅能降低燃料电池的成本，还能减少环境污染，产生巨大的经济效益和社会效益。
目前，废弃Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的主要方法是利用高压反应釜，在140～280℃下溶解Nafion膜，溶解时长为0.5～24小时。早在1982年，Martin等以醇水混合溶液为溶剂，在250℃的高压反应釜中溶解Nafion膜1小时，得到浓度为1％的全氟磺酸树脂溶液[C.R.Martin,T.A.Rhoades,J.Anal.Chem.1982,54:1641]。随后，王海研究了不同溶剂体系对NafionNR50的溶解能力，高压反应釜中溶解温度为230～250℃，溶解时间为4h，结果表明，醇水混合溶剂是Nafion膜的良好溶剂[王海，王建武，徐柏庆，应用化学,2001,18(10):798-803]。李辰楠以60～75％的异丙醇水溶液为溶剂，在220℃高压反应釜中溶解废弃的Nafion膜边角料制得全氟磺酸树脂溶液[李辰楠，孙公权，梁振兴，功能材料，2005，7(36):1031-1033]。徐麟利用一定配比的乙醇/水溶液，在250℃的高压反应釜中溶解Nafion膜，持续8小时得到浓度为7％的全氟磺酸树脂溶液[徐麟，徐洪峰，李燕，膜科学与技术，2005，25(1):4-8]。Dai利用乙醇水溶液，在180℃温度的高压反应釜中溶解Nafion115膜10小时，得到浓度为5％的全氟磺酸树脂溶液[J.Dai,X.Teng,Y.Song,J.Ren,Journal of MembraneScience,2017,522:56–67]。Mura利用高压反应釜在250℃温度下溶解Nafion112膜，得到浓度1％的全氟磺酸树脂溶液[F.Mura,R.F.Silva,A.Pozio,Electrochimica Acta,2007,52:5824–5828]。
此外，在一些公开专利中，回收的Nafion膜制取全氟磺酸树脂溶液也是主要采用高压反应釜和高温溶解的工艺。CN110066421A公开了一种废旧隔膜的全氟磺酸树脂回收方法，反应温度为140℃～280℃，反应时间为5min～5h，后期处理后可得到全氟磺酸树脂溶液或固态树脂。CN107431229A公开了一种利用脂肪二醇溶剂溶解Nafion膜的方法，在高压反应釜中加热到230℃。CN1699450A公开了一种先将Nafion膜钠型化，再在高压反应釜中加热到150～280℃制取全氟磺酸树脂溶液的方法。CN1884352A、CN1414652A、CN106898790A、CN109088080A、CN 111116979 A等都是利用高压反应釜和高温的方法溶解Nafion膜，只是溶解时间和溶剂有少许差别。
综上可知，已报道的研究论文和公开的专利中提供的方法使用了过多的酸碱溶液、氧化性溶液，甚至是微生物菌群，操作过程复杂，高温高压、安全性差，溶解时间长，易破坏磺酸基团且树脂溶液浓度低。因此，亟待开发一种绿色环保、低温低压安全性高、能耗低、快速高效的废旧Nafion膜的溶解方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法，以低沸点醇或其水溶液作为溶剂，利用微波辐射加热溶解废旧Nafion膜制备高纯度的全氟磺酸树脂溶液，实现废旧Nafion膜的回收与资源化利用。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法，包括步骤：
步骤(1)：将废旧Nafion膜依次用H2O2、H2SO4、去离子水清洗，将清洗过的Nafion膜微波加热烘干备用；
步骤(2)：称取一定质量清洗过的Nafion膜放于器皿中，加入适量体积的醇水溶剂，微波加热溶解Nafion膜，得到全氟磺酸树脂溶液。
进一步的，所述步骤(1)中的H2O2的质量比浓度不高于5％，H2SO4浓度不高于0.5mol/L，清洗温度为80～100℃，清洗时长为0.5～1.5小时，烘干温度80～100℃，烘干时间为4～6小时。
进一步的，所述步骤(2)中的微波加热功率为50～150W，微波加热温度为90～170℃，溶解时间为5～20分钟。
进一步的，所述步骤(2)中醇水溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种与水的混合溶液，混合溶液中醇水的体积配比范围为50～75％。
本发明还提供了全氟磺酸树脂溶液的使用方法，包括：加热浓缩所述全氟磺酸树脂溶液得到制膜液，将制膜液流延至干净的玻璃板表面，利用刮膜器制成全氟磺酸质子交换膜，或以多孔膜为基体浇筑成增强型复合膜，再将全氟磺酸质子交换膜或增强型复合膜置于真空烘箱中热处理。
进一步的，所述膜厚度为50～200微米，真空烘箱热处理温度为100～120℃，热处理温度不高于全氟磺酸树脂玻璃化温度，热处理时间为5～10小时。
进一步的，所述多孔基体是多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜、多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜或醋酸纤维素(CA)膜。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
以低沸点醇或其水溶液作为溶剂，利用微波辐射加热溶解废旧Nafion膜制备高纯度的全氟磺酸树脂溶液，实现废旧Nafion膜的回收与资源化利用。本发明所制备的全氟磺酸树脂溶液纯度高，Nafion膜溶解快速，不需高温高压，安全性高，成本低，绿色环保、过程简单、快速高效、低温低压，适于工业化生产和应用。
附图说明
图1为本发明的方法步骤示意图；
图2.再铸全氟磺酸质子交换膜与市售Nafion112膜的X-射线衍射图；
图3.再铸全氟磺酸质子交换膜与市售Nafion112膜的电池性能对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法，包括：
步骤1：将废旧Nafion膜依次用H2O2、H2SO4、去离子水清洗，清除膜表面及内部的有机污染物和金属离子，处理后的膜在真空烘箱中烘干备用。
步骤2：称取一定质量清洗过的Nafion膜放于玻璃器皿中，加入适量体积的醇水溶剂，微波加热溶解Nafion膜，得到全氟磺酸树脂溶液。
步骤3：加热浓缩步骤2中的全氟磺酸树脂溶液得到制膜溶液，将制膜液流延至干净的玻璃板表面，利用刮膜器制成全氟磺酸质子交换膜，或以多孔膜为基体浇筑成增强型复合膜，把膜置于真空烘箱中热处理。
下面以一张面积为10cm×10cm的质子交换膜燃料电池车用废弃膜电极为例，先分离催化层和Nafion膜，然后依次用浓度为3％的H2O2溶液、0.5mol/L的稀H2SO4溶液、去离子水清洗，在80℃下清洗0.5小时，然后放于80℃的真空烘箱中处理4小时，得到干Nafion膜。把干Nafion膜放于玻璃器皿中，加入乙醇含量为60％的醇水混合溶液，利用功率100W的微波加热，应温度为100℃，10分钟后Nafion膜全部溶解，得到均匀、清澈透明的全氟磺酸树脂溶液。然后，把得到的全氟磺酸树脂溶液加热浓缩，得到浓度较高的铸膜液，将制膜液流延至干净的玻璃板表面，利用刮膜器制成全氟磺酸质子交换膜，并真空脱泡，待溶剂全部挥发，膜表面干燥后，把膜置于100℃的真空烘箱中热处理，处理时间为6小时。得到的全氟磺酸质子交换膜的厚度为55微米，置入去离子水中保存，用于含水量、质子传导率、电池性能的测试，并在同等条件下与市售Nafion膜进行对比，结果如表1、图2、和图3所示。
实施例2
将一张面积为10cm×10cm的质子交换膜燃料电池车用废弃膜电极，分离催化层和Nafion膜。依次用浓度为5％的H2O2溶液、0.5mol/L的稀H2SO4溶液、去离子水清洗，在80℃下清洗1小时，然后放于80℃的真空烘箱中处理4小时，得到干Nafion膜。把干Nafion膜放于玻璃器皿中，加入甲醇含量为50％的醇水混合溶液，利用功率为150W的微波加热，反应温度为120℃，15分钟后Nafion膜全部溶解，得到均匀、清澈透明的全氟磺酸树脂溶液，作为催化层中质子导体，用于质子交换膜燃料电池催化层的制备。
实施例3
将一张面积为13cm×8.5cm的直接甲醇燃料电池的废弃膜电极，分离催化层和Nafion117膜。依次用浓度为3％的H2O2溶液、0.5mol/L的稀H2SO4溶液、去离子水清洗，在80℃下清洗1小时，然后放于60℃的真空烘箱中处理6小时，得到干态Nafion膜。把干态Nafion膜放于玻璃器皿中，加入异丙醇含量为75％的醇水混合溶液，利用功率为150W的微波加热，反应温度为120℃，15分钟后Nafion膜全部溶解，得到均匀、清澈透明的全氟磺酸树脂溶液。然后，把得到的全氟磺酸树脂溶液加热浓缩，得到浓度约为20％的全氟磺酸树脂溶液。把干燥的多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜四周固定在夹具，浸入浓度为20％全氟磺酸树脂溶液，浸渍三次，每次持续30分钟，沥干附着的树脂溶液，置于100℃真空烘箱中处理10小时，得到以聚四氟乙烯(PTFE)膜为基体的PTFE增强复合膜，厚度为60微米。将本实施例制备的增强复合膜在同等条件下与市售Nafion膜进行对比，结果如表1所示。
表1本发明实施例制备的全氟磺酸树脂溶液的再铸膜、复合膜与市售产品的物性参数对比
这里本发明的描述和应用是说明性的，并未将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (7)
1.一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法，其特征在于：包括步骤：
步骤(1)：将废旧Nafion膜依次用H2O2、H2SO4、去离子水清洗，将清洗过的Nafion膜微波加热烘干备用；
步骤(2)：称取一定质量清洗过的Nafion膜放于器皿中，加入适量体积的醇水溶剂，微波加热溶解Nafion膜，得到全氟磺酸树脂溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的H2O2的质量比浓度不高于5％，H2SO4浓度不高于0.5mol/L，清洗温度为80～100℃，清洗时长为0.5～1.5小时，烘干温度80～100℃，烘干时间为4～6小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的微波加热功率为50～150W，微波加热温度为90～170℃，溶解时间为5～20分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中醇水溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种与水的混合溶液，混合溶液中醇水的体积配比范围为50～75％。
5.权利要求1中所述全氟磺酸树脂溶液的使用方法，其特征在于，包括：加热浓缩所述全氟磺酸树脂溶液得到制膜液，将制膜液流延至干净的玻璃板表面，利用刮膜器制成全氟磺酸质子交换膜，或以多孔膜为基体浇筑成增强型复合膜，再将全氟磺酸质子交换膜或增强型复合膜置于真空烘箱中热处理。
6.根据如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述膜厚度为50～200微米，真空烘箱热处理温度为100～120℃，热处理温度不高于全氟磺酸树脂玻璃化温度，热处理时间为5～10小时。
7.根据如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述多孔基体是多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜、多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜或醋酸纤维素(CA)膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110738959.5A CN113462015A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110738959.5A CN113462015A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113462015A true CN113462015A (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=77876598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110738959.5A Pending CN113462015A (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113462015A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115441025A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-06 | 国家电投集团氢能科技发展有限公司 | 一种无色质子交换膜及其制备方法和燃料电池 |
| CN117343369A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种全氟磺酸复合质子交换膜材料的制备方法 |
| WO2024126972A1 (en) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Johnson Matthey Public Limited Company | Recycling of membrane components for fuel cells and electrolysers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109037737A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 长安大学 | 一种污染后的全氟磺酸质子膜的清洗方法 |
| CN109088080A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-25 | 北京科技大学 | 一种质子交换膜燃料电池的回收方法 |
| CN110066421A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 朝阳华鼎储能技术有限公司 | 一种废旧隔膜的全氟磺酸树脂回收方法 |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110738959.5A patent/CN113462015A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109088080A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-25 | 北京科技大学 | 一种质子交换膜燃料电池的回收方法 |
| CN109037737A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-18 | 长安大学 | 一种污染后的全氟磺酸质子膜的清洗方法 |
| CN110066421A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 朝阳华鼎储能技术有限公司 | 一种废旧隔膜的全氟磺酸树脂回收方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Z. SIROMA ET AL.: ""Dissolution of Nafion® membrane and recast Nafion® film in mixtures of methanol and water"" * |
| 徐洪峰等: "全氟磺酸质子交换膜的溶解及再铸膜性能分析" * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115441025A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-06 | 国家电投集团氢能科技发展有限公司 | 一种无色质子交换膜及其制备方法和燃料电池 |
| WO2024126972A1 (en) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Johnson Matthey Public Limited Company | Recycling of membrane components for fuel cells and electrolysers |
| CN117343369A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种全氟磺酸复合质子交换膜材料的制备方法 |
| CN117343369B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-03-12 | 武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司 | 一种全氟磺酸复合质子交换膜材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113462015A (zh) | 一种基于废旧Nafion膜制备全氟磺酸树脂溶液的方法 | |
| CN111244513B (zh) | 一种高温燃料电池质子交换膜及其制备方法与应用 | |
| CN103159973B (zh) | 一种多孔高分子增强的全氟磺酸树脂复合膜的制备新工艺 | |
| CN106046404B (zh) | NafionTM修饰的二维层状材料纳米片-聚合物杂化质子交换膜及其制备方法 | |
| CN113667161B (zh) | 一种改性聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)接枝乙烯基咪唑阴离子交换膜的制备方法 | |
| CN110041552B (zh) | 基于磺化芳醚型聚苯并咪唑与磺化聚倍半硅氧烷的复合型高温质子交换膜及其制备方法 | |
| CN105070933A (zh) | 一种燃料电池用复合质子交换膜及其制备方法 | |
| CN108997599A (zh) | 高强度二元交联碱性阴离子交换复合膜、制备方法及应用 | |
| CN114006018A (zh) | 一种燃料电池用复合质子交换膜的制备方法 | |
| CN1185737C (zh) | 一种再铸全氟磺酸质子交换膜制备膜电极的方法 | |
| CN112194810B (zh) | 一种采用气相诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用 | |
| CN110176617B (zh) | 一种提高nafion膜阻醇选择性的方法 | |
| CN114865030B (zh) | 一种预处理膜电极及其制备方法和应用 | |
| CN112251774B (zh) | 一种基于聚苯并咪唑的多孔聚合物离子交换膜及其采用溶胶凝胶法制备的方法和应用 | |
| CN103490085B (zh) | 一种魔芋葡甘露聚糖/杂多酸复合质子导电膜的制备方法 | |
| CN114836767A (zh) | 一种pem电解水制氢用催化剂浆料的制备方法及其膜电极的制备方法 | |
| CN101347788A (zh) | 一种从废弃的膜电极组件中回收炭纸的方法 | |
| CN101240077B (zh) | 壳聚糖与丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物共混膜及制备方法与应用 | |
| CN212366004U (zh) | 燃料电池质子膜与承载膜的层合体结构 | |
| CN109921076B (zh) | 一种具有介孔结构的中高温质子传导材料及其制备方法 | |
| CN1305155C (zh) | 耐高温质子交换膜及其制备方法 | |
| CN1265478C (zh) | 直接醇类燃料电池的改性质子交换膜及其制备方法 | |
| CN112143019A (zh) | 一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用 | |
| CN105826580A (zh) | 一种非对称性电池用复合隔膜 | |
| CN111342094A (zh) | 一种稀土掺杂全氟磺酸膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211001 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |