CN114369276A - 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法 - Google Patents

一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114369276A
CN114369276A CN202111496992.8A CN202111496992A CN114369276A CN 114369276 A CN114369276 A CN 114369276A CN 202111496992 A CN202111496992 A CN 202111496992A CN 114369276 A CN114369276 A CN 114369276A
Authority
CN
China
Prior art keywords
eptfe membrane
membrane
hydrophilic
eptfe
perfluorosulfonate
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.)
Granted
Application number
CN202111496992.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114369276B (zh
Inventor
张尊彪
魏刚
李永哲
付绍娟
郭骞
高秀秀
王丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Dongyue Future Hydrogen Energy Materials Co Ltd
Original Assignee
Shandong Dongyue Future Hydrogen Energy Materials Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Dongyue Future Hydrogen Energy Materials Co Ltd filed Critical Shandong Dongyue Future Hydrogen Energy Materials Co Ltd
Priority to CN202111496992.8A priority Critical patent/CN114369276B/zh
Publication of CN114369276A publication Critical patent/CN114369276A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114369276B publication Critical patent/CN114369276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/14—Chemical modification with acids, their salts or anhydrides
    • 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
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及膜材料表面处理技术领域，特别是指一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法。本发明采用化学改性方法对ePTFE膜进行亲水改性，对膜依次进行超声处理、硅酸酸化，使ePTFE膜表面暴露大量的亲水性Si‑OH基团，然后将所得的硅酸酸化的ePTFE膜浸泡于一定浓度的含氟磺酸盐溶液中，使羟基亲水键与含氟磺酸盐聚合物中的磺酸基团进一步通过分子间氢键结合，得到亲水性能更好的ePTFE膜。本发明的ePTFE膜亲水改性方法不会破坏ePTFE膜自身结构，保持了ePTFE膜的化学稳定性；此外，该方法的副产物可用碱液吸收，环保无污染。

Description

一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜材表面处理技术领域，特别是一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法。
背景技术
燃料电池因其零排放、效率高、启动快、低温运行无噪音等优点，已逐步成为新能源技术发展的热点。作为燃料电池中的核心材料—燃料电池膜的性能也在技术发展中不断得到改进、提升，最早商业化的燃料电池质子膜是全氟磺酸型质子交换膜，以美国杜邦公司的Nafion系列为代表。但这类膜厚度较厚、机械强度不够、膜自身的欧姆压降较大。为解决膜的厚度和强度及欧姆压降的矛盾关系，研究者引入了纤维增强及膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜增强处理技术，并成功实现商业化。国外最有代表性的是美国Gore公司生产的多孔聚四氟乙烯增强全氟磺酸膜，国内以东岳集团生产的DMR100增强型全氟磺酸质子膜为代表。
目前，增强型燃料电池质子膜生产中需要将ePTFE膜浸入用于质子传导的树脂溶液中，而ePTFE膜本身的孔径仅在1μm左右，且水接触角高达120°，润湿程度差、表面张力低使其难于完全被树脂溶液浸润，导致用未预处理的ePTFE膜生产出的燃料电池膜的各项性能达不到预期目标。目前，见诸于文献报道的聚四氟乙烯膜的亲水改性处理方法有很多，如等离子体处理法[Surface and Interface Analysis,2001,31:385-396]、辐射接枝法[Journal of Membrane Science,1997,127:1-7]、化学腐蚀改性[Journal of AppliedPolymer Science,1993,50(6):929-939]、光接枝法、偶联剂改性法、ArF作激元的激光器处理法[Appl.Phys.Lett,1993,63:3257]等，但针对燃料电池质子膜生产用的ePTFE膜的亲水改性的报道较少。实际上，由于使用场景的特殊性，上述对聚四氟乙烯膜的亲水化改性处理方法存在一定的局限性和不足。如等离子体改性法处理后的膜样随着放置时间的延长，水接触角逐渐增加；辐射接枝法需要使用60Co光源，辐射能量高会破坏膜的结构，且需要防辐射泄露装置；化学腐蚀法如一般的钠-萘配合物处理，会导致ePTFE膜样表面变暗或变黑，且处理过程中产生的大量有害废液会污染环境；ArF作激元的激光器的激光器需要定期维护，成本费用高，难于用在燃料电池膜的生产工艺过程中。因此，针对燃料电池膜用ePTFE膜的亲水改性处理需要克服以上方法的不足，开发出具有生产适用性的改性方法。
发明内容
本发明为了解决现有技术中聚四氟乙烯膜亲水性改性方法的不足，通过硅酸酸化对ePTFE膜表面进行初步亲水改性，然后于含氟磺酸盐聚合物溶液中浸泡，进一步提升ePTFE膜的亲水性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种燃料电池膜用ePTFE膜的亲水改性方法，其特征在于，方法为：采用化学改性方法，以对环境相对友好的硅酸对ePTFE膜进行酸化处理，得到含有羟基(-OH)的亲水活性层ePTFE膜表面。
优选的，上述方法还包括以下步骤：将硅酸酸化处理之后的ePTFE膜在含氟磺酸盐聚合物溶液中浸泡，使羟基亲水键与含氟磺酸盐聚合物中的磺酸基团进一步通过分子间氢键结合，得到亲水性能更好的ePTFE膜。
优选的，所述ePTFE膜的亲水改性方法包括以下步骤：
(1)将ePTFE膜浸泡于有机溶剂中并进行超声清洗，然后转至密闭容器内将有机溶剂蒸干，得到预处理ePTFE膜；
(2)在真空加热状态下向步骤(1)中密闭容器内注入SiCl4，稳定1-2小时；
(3)将步骤(2)的密闭容器降温后向容器内注入经超声雾化处理的超纯水进行反应，反应体系经过后处理，得到硅酸酸化ePTFE膜；
(4)将步骤(3)的硅酸酸化ePTFE膜浸泡于含氟磺酸盐聚合物溶液中，再经冲洗烘干，得到亲水改性的ePTFE膜。
优选的，所述超声雾化处理所使用的雾化器频率为1.7MHz或2.4MHz。
优选的，所述密闭容器的容积为200mL，单位面积的ePTFE膜对应的SiCl4用量为(0.0025-0.0125)mL/mm2。
优选的，步骤(1)中有机溶剂包括丁酮、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇中的至少一种。
优选的，步骤(1)中超声处理的功率为50-200w，温度为25-60℃，时间为0.3～2小时。
优选的，步骤(1)中将有机溶剂蒸干的方式为真空干燥。
优选的，步骤(2)中加热温度为80-120℃，真空度低于75Pa。
优选的，步骤(3)中降温至50-60℃，反应时间为1-3h。
优选的，步骤(3)中所述后处理步骤包括用惰性气体吹扫密闭容器，将吹扫尾气导入碱液中，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或碳酸氢钠溶液中的至少一种。
步骤(3)中发生的化学反应为：SiCl4(g)+4H2O(g)＝H4SiO4(l)+4HCl(g)，为使反应彻底，容器内实际注入的超纯水过量。
优选的，所用液态的超纯水与SiCl4的体积比为(6-50):1。超纯水(Ultrapurewater)又称UP水，是指电阻率达到18MΩ*cm(25℃)的水。
优选的，步骤(4)中所述含氟磺酸盐聚合物为全氟磺酸盐聚合物中的至少一种，所述含氟磺酸盐聚合物的浓度为0.01～1mol/L。
进一步优选的，所述全氟磺酸盐包括全氟磺酸钠盐、全氟磺酸钾盐、全氟磺酸锂盐、全氟磺酸铵盐。
所述全氟磺酸盐聚合物的分子结构式如式Ⅰ所示：
Figure BDA0003401089670000031
所述全氟磺酸盐聚合物的数均分子量为50000～60000，离子交换容量在1.01-1.15mmol/g；式Ⅰ中x、y均为1～200的整数，且x/(x+y)＝0.6～0.8，y/(x+y)＝0.2～0.4，z为1或2，n为1～6的整数，X'为碱金属离子或铵根离子中的一种。
优选的，步骤(4)中浸泡时间为2-5h。
本发明还提供一种用上述方法改性得到的亲水改性ePTFE膜，其特征在于，所述亲水改性ePTFE膜的水接触角为60-70°。
本发明实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：
1.本发明的ePTFE膜亲水改性方法的原理为利用硅酸酸化使ePTFE膜表面暴露大量的亲水性Si-OH基团，将ePTFE膜浸泡在含氟磺酸盐聚合物溶液中，通过羟基(-OH)与磺酸基团(-SO3)相对稳定的分子间氢键作用将含氟磺酸盐聚合物锚定在ePTFE膜表面，形成稳定的网状亲水基团簇，从而赋予ePTFE膜更好的亲水性。
2.本发明的ePTFE膜亲水改性方法不会破坏ePTFE膜自身结构，保持了ePTFE膜的化学稳定性。
3.本发明的ePTFE膜亲水改性方法的副产物可用碱液吸收，环保无污染。
附图说明
图1为本发明实施例及对比例中未经处理的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图2为本发明实施例1中经超声波处理之后的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图3为本发明实施例1中硅酸酸化的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图4为本发明实施例1中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图5为本发明实施例4中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图6为本发明对比例1中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图7为本发明对比例2中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图8为本发明对比例3中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图9为本发明对比例4中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图10为本发明对比例5中亲水改性的ePTFE膜的水滴接触角测试结果；
图11为本发明实施例1中ePTFE膜分别经过步骤b或步骤c之后的水滴接触角随时间的变化图，其中，1#为经本实施例步骤c改性结束后的水接触角随时间的变化曲线，2#为经本实施例步骤b改性且尚未经步骤c处理的水接触角随时间的变化曲线；
图12为本发明实施例1中未改性ePTFE膜的SEM图；
图13为本发明实施例1中经亲水改性之后的ePTFE膜的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
应当说明的是，下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂、材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例和对比例中的水接触角测试设备型号为CA100C，厂家为上海盈诺精密仪器，测试液体为蒸馏水，分析方法为双圆切线法。
所有实施例及对比例的ePTFE膜均来自山东东岳集团，厚度为12±2μm，克重为4.0-4.8g/m2，水滴接触角测试结果如说明书附图1所示，为135.5°。
实施例及对比例中的全氟磺酸钠聚合物溶液为山东东岳集团产品，聚合物结构式如式Ⅰ所示，其中X’为Na，其中x、y均为1～200的整数，且x/(x+y)＝0.6～0.8，z为1或2，n为1～6的整数，全氟磺酸钠聚合物的数均分子量为50000～60000，离子交换容量为1.1mmol/g。
实施例1
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤如下：
a.将尺寸为20mm×20mm的ePTFE膜(未经亲水改性处理，SEM图片如图12所示)浸泡于丁酮溶剂中超声处理(超声功率为200w，温度为55℃)1小时，然后在真空干燥容器中干燥至丁酮彻底挥发，对超声波处理后ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果如图2所示，水滴接触角为125°；
b.再将膜置于200mL的密闭容器内，加热容器，至内部温度达到100℃，将密闭容器抽真空至70Pa后迅速注入5mL的液态SiCl4溶剂，2小时后，用冷水浴快速冷却密闭容器至密闭容器内溶液温度为50℃，同时向密闭容器中注入40mL经超声雾化处理的超纯水，雾化处理器的频率为1.7MHz；反应2小时后，氮气吹扫密闭容器，得到硅酸酸化的ePTFE膜；对硅酸酸化的ePTFE膜进行水滴接触角测试，结果如图3所示，接触角为85.9°，由此可见对ePTFE膜硅酸酸化后，接触角明显变小。
c.将硅酸酸化的ePTFE膜浸泡于0.1mol/L的全氟磺酸钠聚合物溶液中3小时，将膜从溶液中取出，超纯水冲洗去掉膜表面的游离聚合物，真空干燥，得到亲水改性的ePTFE膜。
对亲水改性的ePTFE膜的表面进行水滴接触角测试，结果如图4所示，接触角为63.5°，可知比硅酸酸化的ePTFE膜的水滴接触角更小，即亲水性更好；对亲水改性的ePTFE膜进行SEM表征，结果如图13所示，表明ePTFE膜在亲水改性后本体的表面结构未发生明显变化，保留了膜原来的形貌和化学稳定性。
经过本实施例步骤b和c分别改性后膜的水接触角随时间变化见图11所示，其中1#为经本实施例步骤c改性结束后的水接触角随时间的变化曲线，2#为经本实施例步骤b改性且尚未经步骤c处理的水接触角随时间的变化曲线；从图11可以看出，只经硅酸酸化处理的ePTFE膜的水接触角随着时间的延长而逐渐增大，亲水性逐渐变差，而经过本实施例步骤c改性结束后的ePTFE膜的水接触角随着时间的延长没有发生明显变化，亲水性良好，因此本发明的ePTFE膜亲水改性方法能够使膜的亲水性保持长久的稳定性。
实施例2
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于超声处理的条件不同，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见下表1：
表1.不同超声预处理条件下，亲水改性后ePTFE膜的水接触角测试结果
超声预处理条件 水接触角(°)
200w，25℃，1h 66.3
50w，55℃，1h 67.5
200w，55℃，2h 67.9
实施例3
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于SiCl4/H2O的体积比不同(液态状态下)，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见下表2：
表2.亲水改性后ePTFE膜在不同SiCl4/H2O体积比时的水接触角测试结果
SiCl<sub>4</sub>/H<sub>2</sub>O体积比 水接触角(°)
5：30 65.7
5：50 67.9
1：50 66.1
实施例4
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于含氟磺酸盐聚合物的浓度为0.02mol/L，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图5，接触角为68.5°。
对比例1
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于不进行超声波清洗，即无步骤a，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图6，接触角为116.3°。
对比例2
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于不进行步骤b，对经处理的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图7，接触角为105°。
对比例3
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于SiCl4用量为0.05mL，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图8，接触角为109.5°。
对比例4
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于步骤b中超纯水的注入量为1mL，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图9，接触角为103.7°。
对比例5
一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，操作步骤同实施例1，不同之处在于全氟磺酸钠的浓度为5mol/L，对亲水改性后的ePTFE膜进行水滴接触角测试，测试结果见图10，接触角为99.7°。
本发明实施例1-4中的亲水改性后的ePTFE膜，水接触角在62.5°～70°之间，与改性前的ePTFE膜(135.5°)相比，水接触角明显变小，亲水改性效果显著；对比例1中未进行超声波清洗，不利于ePTFE膜的硅酸酸化，因此最终的接触角较大，亲水性较差；对比例2中未进行硅酸酸化，对比例3中SiCl4用量较少，对比例4中超纯水用量较少，这三种情况均会导致ePTFE膜表面未形成足够多的羟基，导致全氟磺酸盐聚合物难以与ePTFE膜表面结合，因此ePTFE膜表面亲水性仍较差；对比例5中全氟磺酸钠盐聚合物的浓度较高，过量的磺酸基团可能会溶解破坏ePTFE膜表面形成的亲水网状基团，导致膜的亲水效果变差。

Claims (10)

1.一种燃料电池膜用ePTFE膜亲水改性方法，其特征在于，方法为：使用硅酸对ePTFE膜进行酸化处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：将硅酸酸化处理之后的ePTFE膜在含氟磺酸盐聚合物溶液中浸泡，得到亲水改性的ePTFE膜。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将ePTFE膜浸泡于有机溶剂中并进行超声清洗，然后转至密闭容器内将有机溶剂蒸干，得到预处理ePTFE膜；
(2)在真空加热状态下向步骤(1)中密闭容器内注入SiCl4，稳定1-2小时；
(3)将步骤(2)的密闭容器降温后向容器内注入经超声雾化处理的超纯水进行反应，反应体系经过后处理，得到硅酸酸化ePTFE膜；
(4)将步骤(3)的硅酸酸化ePTFE膜浸泡于含氟磺酸盐聚合物溶液中，再经冲洗烘干，得到亲水改性的ePTFE膜；
所述步骤(1)中有机溶剂包括丁酮、丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中超声处理的功率为50-200w，温度为25-60℃，时间为0.3～2小时；有机溶剂蒸干的方式为真空干燥。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热温度为80-120℃，真空度低于75Pa。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中降温至50-60℃，反应时间为1-3h；所述超声雾化处理的雾化器频率为1.7MHz或2.4MHz；所述后处理步骤包括用惰性气体吹扫密闭容器，将吹扫尾气导入碱液中，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或碳酸氢钠溶液中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述密闭容器的容积为200mL，单位面积的ePTFE膜对应的SiCl4用量为(0.0025-0.0125)mL/mm2，所用液态的超纯水与SiCl4的体积比为(6-50):1。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述含氟磺酸盐聚合物为全氟磺酸盐聚合物中的至少一种，所述全氟磺酸盐包括全氟磺酸钠盐、全氟磺酸钾盐、全氟磺酸锂盐、全氟磺酸铵盐，所述含氟磺酸盐聚合物的浓度为0.01～1mol/L，离子交换容量为1.01-1.15mmol/g，所述全氟磺酸盐聚合物的数均分子量为50000～60000；所述步骤(4)中浸泡时间为2-5h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述全氟磺酸盐聚合物的高分子结构简式为：
Figure FDA0003401089660000021
其中，所述结构简式中x、y均为1～200的整数，且x/(x+y)＝0.6～0.8，y/(x+y)＝0.2～0.4，z为1或2，n为1～6的整数，X'为碱金属离子或铵根离子中的一种。
10.一种如权利要求2-9任一项所述方法制备的亲水改性ePTFE膜，其特征在于，所述亲水改性的ePTFE膜的水接触角为60-70°。
CN202111496992.8A 2021-12-09 2021-12-09 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法 Active CN114369276B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111496992.8A CN114369276B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111496992.8A CN114369276B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114369276A true CN114369276A (zh) 2022-04-19
CN114369276B CN114369276B (zh) 2023-02-17

Family

ID=81140985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111496992.8A Active CN114369276B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114369276B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115075056A (zh) * 2022-06-21 2022-09-20 华南理工大学 一种具有定向水传输功能的碳纤维纸及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281271A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 電解質膜および該電解質膜を用いた燃料電池
CN102453262A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 中国海洋石油总公司 钒电池用电解质隔膜及其制备方法
CN103224240A (zh) * 2013-04-15 2013-07-31 清华大学 一种四氯化硅气相水解合成纳米级二氧化硅的方法
CN113171692A (zh) * 2021-04-12 2021-07-27 苏州优可发膜科技有限公司 聚四氟乙烯亲水膜的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281271A (ja) * 2003-03-17 2004-10-07 Catalysts & Chem Ind Co Ltd 電解質膜および該電解質膜を用いた燃料電池
CN102453262A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 中国海洋石油总公司 钒电池用电解质隔膜及其制备方法
CN103224240A (zh) * 2013-04-15 2013-07-31 清华大学 一种四氯化硅气相水解合成纳米级二氧化硅的方法
CN113171692A (zh) * 2021-04-12 2021-07-27 苏州优可发膜科技有限公司 聚四氟乙烯亲水膜的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115075056A (zh) * 2022-06-21 2022-09-20 华南理工大学 一种具有定向水传输功能的碳纤维纸及其制备方法与应用
CN115075056B (zh) * 2022-06-21 2023-09-26 华南理工大学 一种具有定向水传输功能的碳纤维纸及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114369276B (zh) 2023-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113346116B (zh) 聚多巴胺修饰的中空金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备
JP4231110B2 (ja) 新規な燃料電池用ポリマー電解質膜
CN102496732B (zh) 聚偏氟乙烯接枝对苯乙烯磺酸质子交换膜的制备方法
WO2007089017A1 (ja) －ｓｏ３ｈ基含有フルオロポリマー製造方法及び－ｓｏ３ｈ基含有フルオロポリマー
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
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
CN112652795B (zh) 一种燃料电池复合质子交换膜及其制备方法
CN110304624B (zh) 碳量子点功能化氧化石墨烯层状膜及其制备与应用
CN114369276B (zh) 一种燃料电池膜用亲水改性ePTFE膜及其制备方法
Du et al. Semi-interpenetrating network anion exchange membranes based on quaternized polyvinyl alcohol/poly (diallyldimethylammonium chloride)
WO2023197787A1 (zh) 一种导电聚苯胺/氧化石墨烯修饰的Nafion复合质子交换膜及其应用
CN114204087B (zh) 一种低温燃料电池用高致密复合质子交换膜及其制备方法
CN1822416A (zh) 一种亲疏水性可调的质子交换膜燃料电池用膜电极的制备方法
CN117604571B (zh) 碱性电解水制氢用多孔复合膜及其制备方法
CN104701552A (zh) 一种高性能的质子交换膜燃料电池用膜电极的制备方法
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
CN101759858A (zh) 一种高沸点盐型全氟磺酸树脂溶液的制备方法
CN111342095B (zh) 一种高温燃料电池质子交换膜及其制备方法
CN114874475B (zh) 一种基于中空聚多巴胺的自增湿质子交换膜及其制备方法与应用
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
CN112143019B (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
CN115521500A (zh) 一种基于双轴拉伸超高分子量聚乙烯的超薄高强复合质子交换膜的制备方法
CN115181420B (zh) 一种含亲水辅助基团的离子溶剂膜及其制备方法和应用
CN112259771A (zh) 一种具有宽运行温度的质子交换膜及其制备方法与应用
JP5333724B2 (ja) 燃料電池用電解質膜の製造方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant