纳/微米孔结构聚酰亚胺杂化质子交换膜的制备方法

本专利依托国家自然科学基金项目：有序纳/材料的设计、合成及其质子传输性质研究（编号：20704004）。主要是应用基础研究，探索构筑新型高性能杂化质子传输膜的新方法。

本发明主要提供一种新型纳/微米孔结构聚酰亚胺杂化质子交换膜的制备方法。通过将磺化的介孔二氧化硅粒子与磺化聚酰亚胺溶液共混；或在聚酰亚胺及其前驱体溶液中直接加入含有模板剂的二氧化硅溶胶；或以胶体晶模板法制备三维大孔聚酰亚胺膜并向大孔中灌入含有磺酸基或巯基的二氧化硅溶胶，从而将无机的二氧化硅引入到聚酰亚胺中，形成了具有纳/微米孔结构有机-无机杂化聚酰亚胺质子交换膜。本发明由于在制得的复合质子交换膜中引入了无机二氧化硅，所以膜的机械性能有明显的改善，甲醇渗透率也得到了明显的降低，同时由于存在介孔或微孔结构，为质子传输提供了良好的通道，从而有利于质子传导率的提高（大约提高20-50%）。与当前报导和应用的质子传输膜相比，加工方法相对简单，成本低，特别适合于高温条件应用，因此相对于商业化的Nafion117有一定的优势，且在质子传输特性和抗甲醇性方面有较大的改善。