聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜及制備。所述的復(fù)合膜由聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊和磺化聚醚醚酮組成。其制備步驟包括：磺化聚醚醚酮的制備；以甲基丙烯酸為單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑；采用沉淀共蒸餾方法，以1-乙烯基咪唑?yàn)閱误w，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑，合成聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊；將微囊分散到N,N-二甲基甲酰胺中，與磺化聚醚醚酮混合形成鑄膜液，經(jīng)制膜得到該復(fù)合膜。本發(fā)明具有制備過程簡(jiǎn)便、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，制得的雜化膜用于直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜，在飽和濕度下表現(xiàn)出較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率，在低濕度條件質(zhì)子傳導(dǎo)性能依然保持穩(wěn)定。
【專利說明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜及制備，屬于 直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜【技術(shù)領(lǐng)域】。 聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜及制備 【背景技術(shù)】
[0002] 直接甲醇燃料電池 （Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)是以甲醇為燃料，空氣或 純氧為氧化劑的一種質(zhì)子交換膜燃料電池。相比傳統(tǒng)的質(zhì)子交換膜燃料電池，直接甲醇燃 料電池（DMFC)具備甲醇來源豐富、價(jià)廉，能量密度高，電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)迅速，燃料潔凈環(huán) 保，應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)。質(zhì)子交換膜（PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件，其性能直 接影響燃料電池的性能與使用壽命。目前，全氟磺酸類質(zhì)子交換膜是目前普遍使用的質(zhì)子 交換膜，其中美國(guó)Du Pont公司研制的Nafion膜最為常用。這類膜雖然在常溫和飽和濕度 下具有較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率（Nafion膜可達(dá)0. 1 S/cm)，但在低濕度條件下質(zhì)子傳導(dǎo)率急劇下 降(濕度從95%降低到10%時(shí)，質(zhì)子傳導(dǎo)率從0. lS/cm急劇降低到0. 0005S/cm)。此外全氟 磺酸類質(zhì)子交換膜價(jià)格昂貴且甲醇滲透嚴(yán)重。因此，開發(fā)新型質(zhì)子交換膜材料、提高理想操 作條件下(溫度>l〇〇°C，相對(duì)濕度〈50%)質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)能力和阻醇能力對(duì)質(zhì)子交換 膜燃料電池的發(fā)展至關(guān)重要。質(zhì)子在膜內(nèi)的傳遞是一個(gè)復(fù)雜的過程，絕大多數(shù)質(zhì)子是以跳 躍機(jī)理和運(yùn)載機(jī)理在膜內(nèi)的通道中進(jìn)行傳遞，而水和質(zhì)子傳遞位點(diǎn)是在膜內(nèi)構(gòu)建高效質(zhì)子 傳遞通道應(yīng)具備的兩個(gè)關(guān)鍵條件。為進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)子交換膜水環(huán)境、構(gòu)建高效質(zhì)子傳遞通 道，本研究設(shè)計(jì)制備出聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊多功能材料，并將其填充入磺化聚醚醚 酮（SPEEK)內(nèi)制備出復(fù)合膜，旨在利用微囊結(jié)構(gòu)以及聚甲基丙烯酸高分子鏈的高水合能優(yōu) 化復(fù)合膜的吸水-儲(chǔ)水能力，同時(shí)微囊表面的咪唑基團(tuán)與磺化聚醚醚酮鏈上的磺酸根之間 形成的酸堿對(duì)，微囊內(nèi)部的羧酸官能團(tuán)分別在界面區(qū)及微囊內(nèi)腔構(gòu)建新的質(zhì)子傳遞路徑來 進(jìn)一步強(qiáng)化膜的質(zhì)子傳導(dǎo)特性。到目前為止，聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮 復(fù)合膜用于直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜未見文獻(xiàn)報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜 及制備，該聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜用于直接甲醇燃料電池，具 有較好的阻醇性能和質(zhì)子傳導(dǎo)性能。其制備方法過程簡(jiǎn)單。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊填充磺 化聚醚醚酮復(fù)合膜，其特征在于，該復(fù)合膜是由填充有聚甲基丙烯酸的咪唑微囊與559Γ72% 磺化度的磺化聚醚醚酮按質(zhì)量比為〇. 〇25~0. 2:1形成厚度為52-72 μ m復(fù)合膜，聚甲基丙烯 酸填充的咪唑微囊的殼層厚度3(Tl20nm，內(nèi)腔尺寸為10(T400nm。
[0005] 上述復(fù)合膜的制備方法，其特征在于包括以下過程： 1)磺化聚醚醚酮的制備： 將聚醚醚酮顆粒溶于質(zhì)量濃度為98%的硫酸中，配制成質(zhì)量濃度為14~18%的聚醚醚酮 硫酸溶液，置于4(T50 °C水浴中進(jìn)行磺化反應(yīng)9~13 h，將得到的紅褐色粘稠狀反應(yīng)物沉淀于 冷水中，經(jīng)過濾后再用去離子水沖洗至pH為7,置于空氣中干燥24 h后得到干燥的磺化度 為559Γ72%的磺化聚醚醚酮； 2) 聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊的制備： (1) 將甲基丙烯酸（MAA)與乙腈按體積比0. 005、. 5 :1混合，超聲分散5 min后，按甲基 丙烯酸的質(zhì)量2%向混合液中加入偶氮二異丁腈（AIBN)引發(fā)劑，在溫度90 °C ~100 °C條件下 沉淀共蒸餾反應(yīng)Γ2 h，用去離子水洗滌干燥后得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微球（PCASs); (2) 將步驟（1)所制備的未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微球加入到乙腈中，形成濃度為 0. 00125、. 005 g/mL的分散液，向分散液中按乙腈體積分?jǐn)?shù)的0. 375?1. 25%加入1-乙烯基 咪唑（VI)單體，然后按與1-乙烯基咪唑體積比1:1加入二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA)交 聯(lián)劑，按1-乙烯基咪唑和二甲基丙烯酸乙二醇酯總質(zhì)量的2%加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑，在 溫度9(T100 °C下回流1~1. 5 h，得到咪唑殼層包裹聚甲基丙烯酸的微球，將微球在去離子水 中浸泡24~48 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊，記作MCs-PMAA ; 3) 復(fù)合膜的制備： 按步驟2)制得的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊與步驟1)制得的磺化聚醚醚酮質(zhì)量比 0. 025~0. 2:1，首先將聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到N，N-二甲基甲酰胺（DMF)中， 得到分散液，然后將該分散液與磺化聚醚醚酮相混合，在室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得 到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄膜液流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼 續(xù)干燥12 h后成膜，將所制備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中48 h，使其充分酸化，然后用去 離子水反復(fù)沖洗至pH為7,最后真空干燥24 h得到厚度為52-72 μ m的聚甲基丙烯酸填充 咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜，記為SPEEK/MCs-PMAA。
[0006] 本發(fā)明制得的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù) 合膜用作直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜，該質(zhì)子交換膜的甲醇滲透率為 3.51xl〇4 ?4.36xl0< cm2/s，質(zhì)子傳導(dǎo)率為 0.0117 ?0.0266 ScnT1。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊及其填充的磺化聚醚醚酮復(fù)合膜 制備過程簡(jiǎn)單、條件可控。制得的復(fù)合膜用于直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜，不僅在室溫下 表現(xiàn)出較高的質(zhì)子傳導(dǎo)率，而且在低濕度條件下顯示出優(yōu)異的保水性能及質(zhì)子傳導(dǎo)性能。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為實(shí)施例2制備的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜的場(chǎng)發(fā) 射掃描電子顯微鏡（FESEM)斷面照片。
[0009] 圖2為對(duì)比例1制備的純磺化聚醚醚酮膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM)斷面 照片。 【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1 將28 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在40 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)9 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3 d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為55%的磺化聚醚醚酮。
[0011] 將1 mL甲基丙烯酸加入到80 mL乙腈中，超聲分散5 min后加入0. 02 g的偶氮二 異丁腈作為引發(fā)劑，在溫度90 °C條件下沉淀共蒸餾反應(yīng)2 h得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微 球。將〇. 2 g洗滌干燥后的聚甲基丙烯酸微球超聲分散于80mL乙腈中，然后分別加入0. 5 mL的1-乙烯基咪唑單體和0. 5 mL的二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，以及0. 02 g偶氮二異 丁腈引發(fā)劑，在溫度90 °C下回流1. 5 h，得到咪唑殼層包裹的聚甲基丙烯酸微球。在去離子 水中浸泡24 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊。
[0012] 稱取0. 015 g聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到8 mL的N，N-二甲基甲酰胺 中，加入0. 6 g的磺化聚醚醚酮，室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄 膜液流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干燥12 h后成膜。將所 制備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中48 h，使其充分酸化，然后用去離子水反復(fù)沖洗至pH=7， 最后真空干燥24 h得到復(fù)合膜(膜1. SPEEK/MCs-PMAA-2. 5)。膜1的厚度約為61 μ m。采 用兩電極法測(cè)量膜在室溫、100%相對(duì)濕度下的垂直向質(zhì)子傳導(dǎo)率；采用隔膜擴(kuò)散池測(cè)量膜 在室溫下甲醇滲透率。質(zhì)子傳導(dǎo)率和甲醇滲透率測(cè)量結(jié)果如表1所示。
[0013] 實(shí)施例2 將30 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在50 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)11 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3 d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為68%的磺化聚醚醚酮。
[0014] 將1. 5 mL甲基丙烯酸加入到80mL乙腈中，超聲分散5 min后加入0. 03 g的偶氮 二異丁腈作為引發(fā)劑，在溫度1〇〇 °C條件下沉淀共蒸餾反應(yīng)2 h得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯 酸微球。將0. 1 g洗滌干燥后的聚甲基丙烯酸微球超聲分散于80 mL乙腈中，然后分別加入 0. 3 mL的1-乙烯基咪唑單體和0. 3 mL的二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，以及0. 012 g偶氮 二異丁腈引發(fā)劑，在溫度100 °C下回流1 h，得到咪唑殼層包裹的聚甲基丙烯酸微球。在去 離子水中浸泡24 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊。
[0015] 稱取0. 04 g聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到8 mL的N，N-二甲基甲酰胺 中，加入0. 8 g的磺化聚醚醚酮，室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄 膜液流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干燥12 h后成膜。將所 制備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中24 h，使其充分酸化，然后用去離子水反復(fù)沖洗至pH=7， 最后真空干燥24 h得到復(fù)合膜(膜2. SPEEK/MCs-PMAA-5)。膜2的厚度約為52 μ m。測(cè) 得膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率和甲醇滲透率結(jié)果如表1所示。
[0016] 實(shí)施例3 將30 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在50 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)10 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3 d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為66%的磺化聚醚醚酮。
[0017] 將4 mL甲基丙烯酸加入到80 mL乙腈中，超聲分散5 min后加入0. 08 g的偶氮二 異丁腈作為引發(fā)劑，在溫度90 °C條件下沉淀共蒸餾反應(yīng)2 h得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微 球。將0. 25 g洗滌干燥后的聚甲基丙烯酸微球超聲分散于80 mL乙腈中，然后分別加入0. 6 mL的1-乙烯基咪唑單體和0. 6 mL的二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，以及0. 024 g偶氮二 異丁腈引發(fā)劑，在溫度100 °C下回流1. 5 h，得到咪唑殼層包裹的聚甲基丙烯酸微球。在去 離子水中浸泡24 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊。
[0018] 稱取0. 07 g聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到12 mL的N，N-二甲基甲酰胺 中，加入0. 7 g的磺化聚醚醚酮，室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄 膜液流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干燥12 h后成膜。將所 制備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中48 h，使其充分酸化，然后用去離子水反復(fù)沖洗至pH=7， 最后真空干燥24h得到復(fù)合膜(膜3. SPEEK/MCs-PMAA-10)。膜3的厚度約為61 μπι。測(cè) 得膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率和甲醇滲透率結(jié)果如表1所示。
[0019] 實(shí)施例4 將36 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在50 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)13 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為72%的磺化聚醚醚酮。
[0020] 將2 mL甲基丙烯酸加入到80 mL乙腈中，超聲分散5 min后加入0. 4 g的偶氮二異 丁腈作為引發(fā)劑，在溫度90 °C條件下沉淀共蒸餾反應(yīng)2 h得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微球。 將〇. 3 g洗滌干燥后的聚甲基丙烯酸微球超聲分散于80mL乙腈中，然后分別加入0. 6 mL的 1-乙烯基咪唑單體和0. 6 mL的二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，以及0. 024 g偶氮二異丁腈 引發(fā)劑，在溫度100 °C下回流1. 5 h，得到咪唑殼層包裹的聚甲基丙烯酸微球。在去離子水 中浸泡24 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊。
[0021] 稱取0. 09 g聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到8 mL的N，N-二甲基甲酰胺中， 加入0. 6 g的磺化聚醚醚酮，室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄膜液 流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干燥12 h后成膜。將所制 備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中24 h，使其充分酸化，然后用去離子水反復(fù)沖洗至pH=7,最 后真空干燥24h得到復(fù)合膜(膜4. SPEEK/MCs-PMAA-15)。膜4的厚度約為72 μπι。測(cè)得 膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率和甲醇滲透率結(jié)果如表1所示。
[0022] 實(shí)施例5 將30 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在50 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)10 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3 d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為66%的磺化聚醚醚酮。
[0023] 將3 mL甲基丙烯酸加入到80mL乙腈中，超聲分散5 min后加入0. 6 g的偶氮二異 丁腈作為引發(fā)劑，在溫度100 °C條件下沉淀共蒸餾反應(yīng)2 h得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微 球。將〇. 4 g洗滌干燥后的聚甲基丙烯酸微球超聲分散于80 mL乙腈中，然后分別加入0. 4 mL的1-乙烯基咪唑單體和0. 4 mL的二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，以及0. 016 g偶氮二 異丁腈引發(fā)劑，在溫度100 °C下回流1 h，得到咪唑殼層包裹的聚甲基丙烯酸微球。在去離 子水中浸泡24 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊。
[0024] 稱取1. 4 g聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到10 mL的N，N-二甲基甲酰胺中， 加入0. 7 g的磺化聚醚醚酮，室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均質(zhì)鑄膜液，將所得鑄膜液 流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干燥12 h后成膜。將所制 備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中48 h，使其充分酸化，然后用去離子水反復(fù)沖洗至pH=7,最 后真空干燥24h得到復(fù)合膜(膜5. SPEEK/MCs-PMAA-20)。膜5的厚度約為71 μπι。測(cè)得 膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率和甲醇滲透率結(jié)果如表1所示。
[0025] 對(duì)比例1 將30 g聚醚醚酮加入200 ml質(zhì)量濃度為98%的硫酸中。在50 °C水浴中攪拌進(jìn)行磺化 反應(yīng)10 h，將產(chǎn)生的紅棕色粘稠狀混合物沉淀于2 L去離子水中，浸泡3 d、沖洗，直至pH為 7,室溫下干燥48 h，得到磺化度為66%的磺化聚醚醚酮。
[0026] 將0. 6 g干燥的磺化聚醚醚酮溶解到8 mL N，N-二甲基甲酰胺中，在室溫下攪拌 24h得到磺化聚醚醚酮鑄膜液，靜置脫泡，將所得鑄膜液在干凈的玻璃板上流延，并置于烘 箱中60 °C下干燥12 h，然后升溫至80 °C干燥12 h成膜，將所制備的膜浸泡在2 Μ鹽酸中處 理48 h，之后用去離子水反復(fù)沖洗，除去殘留的酸后，將膜置于真空干燥箱中干燥24 h得到 純磺化聚醚醚酮膜(膜6. SPEEK)。膜6的厚度約為54 μ m。
[0027] 表1所示為實(shí)施例中所制得的膜1,膜2,膜3,膜4,膜5和對(duì)比例1所制得的膜6 的甲醇滲透率與質(zhì)子傳導(dǎo)率結(jié)果。
[0028] 表 1 :
【權(quán)利要求】
1. 一種聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊填充磺化聚醚醚酮復(fù)合膜，其特征在于，該復(fù)合 膜是由填充有聚甲基丙烯酸的咪唑微囊與559Γ72%磺化度的磺化聚醚醚酮按質(zhì)量比為 0.025、. 2:1形成厚度為52-72 μ m復(fù)合膜，聚甲基丙烯酸填充的咪唑微囊的殼層厚度 30?120nm，內(nèi)腔尺寸為10(T400nm。
2. -種按權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜的制備 方法，其特征在于包括以下過程 ： 1) 磺化聚醚醚酮的制備： 將聚醚醚酮顆粒溶于質(zhì)量濃度為98%的硫酸中，配制成質(zhì)量濃度為14~18%的聚醚醚酮 硫酸溶液，置于4(T50 °C水浴中進(jìn)行磺化反應(yīng)9~13 h，將得到的紅褐色粘稠狀反應(yīng)物沉淀于 冷水中，經(jīng)過濾后再用去離子水沖洗至pH為7,置于空氣中干燥24 h后得到干燥的磺化度 為559Γ72%的磺化聚醚醚酮； 2) 聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊的制備： (1) 將甲基丙烯酸與乙腈按體積比〇. 005~0. 5 :1混合，超聲分散5 min后，按甲基丙烯 酸的質(zhì)量2%向混合液中加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑，在溫度90 °C ~100 °C條件下沉淀共蒸餾 反應(yīng)Γ2 h，用去離子水洗滌干燥后得到未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微球； (2) 將步驟（1)所制備的未交聯(lián)的聚甲基丙烯酸微球加入到乙腈中，形成濃度為 0. 00125、. 005 g/mL的分散液，向分散液中按乙腈體積分?jǐn)?shù)的0. 375?1. 25%加入1-乙烯 基咪唑單體，然后按與1-乙烯基咪唑體積比1:1加入二甲基丙烯酸乙二醇酯交聯(lián)劑，按 1-乙烯基咪唑和二甲基丙烯酸乙二醇酯總質(zhì)量的2%加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑，在溫度 9(T100 °C下回流1~1. 5 h，得到咪唑殼層包裹聚甲基丙烯酸的微球，將微球在去離子水中浸 泡24~48 h得到聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊，記作MCs-PMAA ; 3) 復(fù)合膜的制備： 按步驟2)制得的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊與步驟1)制得的磺化聚醚醚酮質(zhì)量比 0.025~0. 2:1，首先將聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊超聲分散到N，N-二甲基甲酰胺中，得到 分散液，然后將該分散液與磺化聚醚醚酮相混合，在室溫下攪拌24 h，靜置1 h脫泡得到均 質(zhì)鑄膜液，將所得鑄膜液流延于干凈的玻璃板上，于60 °C下干燥12 h后升溫至80 °C繼續(xù)干 燥12 h后成膜，將所制備的膜浸泡在2 Μ的鹽酸溶液中48 h，使其充分酸化，然后用去離子 水反復(fù)沖洗至pH為7,最后真空干燥24 h得到厚度為52-72 μ m的聚甲基丙烯酸填充咪唑 微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜。
3. -種按權(quán)利要求1所述的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜或按權(quán) 利要求2所述的方法制備的聚甲基丙烯酸填充咪唑微囊-磺化聚醚醚酮復(fù)合膜，用作直接 甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜，該質(zhì)子交換膜的甲醇滲透率為?cm 2/s，質(zhì)子傳導(dǎo)率為?S cnT1。
【文檔編號(hào)】C08J5/22GK104059328SQ201410164287
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】吳洪, 楊昊, 沈曉輝, 姜忠義 申請(qǐng)人:天津大學(xué)