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专利号: 2015110051517
申请人: 湖北工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磷酸硼包覆碳纳米管复合质子交换膜的制备方法,其步骤如下:

1)磺化聚醚醚酮的制备:

将聚醚醚酮粉末置于98wt%浓硫酸中,加热搅拌,反应2~4h,然后将反应液倒入冰水混合物中搅拌,静置过滤,所得固体用去离子水洗涤至洗出液的pH=6.5-7.0,最后将分离出的固体干燥得到磺化聚醚醚酮;

所述聚醚醚酮粉末与98wt%浓硫酸固液比为1g:20~30mL;所述加热搅拌温度为

50℃;

2)磷酸硼包覆碳纳米管的制备:

(1) 配制浓度为50mmol/L的三羟甲基氨基甲烷溶液,加入盐酸调节溶液pH值为8,得Tris-HCl缓冲液,备用;将50mg多巴胺和50mg碳纳米管置于预先配置好的100ml Tris-HCl缓冲液中,超声分散1小时后,继续室温搅拌16小时,然后真空抽滤,先用无水乙醇洗涤3次,再用去离子水洗涤3次,至滤液无色,干燥后得到聚多巴胺修饰的碳纳米管;

所述多巴胺为左旋多巴;

(2)将40mg步骤2)中(1)所得聚多巴胺修饰的碳纳米管与20mg固体磷酸一起加入到

100ml N,N-二甲基乙酰胺中,超声分散1小时后,在持续磁力搅拌下升温至80℃,然后缓慢滴加33mg硼酸三丙酯,滴加完后在110℃的条件下继续反应20小时,冷却至室温后经真空抽滤、洗涤、干燥后得磷酸硼包覆碳纳米管;

3)复合质子交换膜的制备:

首先将步骤1)制得的磺化聚醚醚酮溶解在N,N-二甲基乙酰胺中形成质量分数为10%的溶液,然后加入步骤2)制得的磷酸硼包覆碳纳米管,充分混合后得到铸膜溶液,该铸膜溶液中磷酸硼包覆碳纳米管与磺化聚醚醚酮的质量比为0.5~5:100,将铸膜溶液倒入铸膜槽内,经分步干燥、冷却到 20℃~35℃即得到磷酸硼包覆碳纳米管复合质子交换膜;

所述分步干燥分三步,具体为:先55℃~65℃干燥8~10h;然后95℃~105℃干燥

8~10h;最后135℃~145℃干燥2~3h。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述碳纳米管为多壁碳纳米管。