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专利号: 202111085239X
申请人: 盐城工学院
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:2024-04-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:由以下步骤组成,

(1)粘胶纤维膜拉伸:将粘胶原液浇筑到聚四氟乙烯模具中,浸入40~55℃的凝固浴中,粘胶纤维膜初步成形后将粘胶纤维膜置于温水中,拉伸粘胶纤维膜,再将拉伸后的粘胶纤维膜浸入凝固浴,洗涤,增塑处理,洗涤,冷冻干燥;

(2)2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵阳离子改性:先将步骤(1)得到的粘胶纤维膜在NaOH溶液中浸泡,将浸泡后的粘胶纤维膜浸入到所述2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵溶液中,然后进行二浸二轧,再将粘胶纤维膜在烘箱中烘焙,降温后自然风干;

(3)使用X‑2R型活性染料对阳离子改性后的粘胶纤维膜材料进行染色:称取1~4owf%X‑2R型活性染料配置染液,将步骤(2)得到的粘胶纤维膜放入到所述染液中,在室温下入染后,缓慢升温,再加入碳酸钠进行固色处理,在室温条件下自然降温,再将粘胶纤维膜用去离子水洗、皂洗、去离子水洗,洗去浮色,自然晾干。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用染色纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)为,将粘胶原液浇筑到聚四氟乙烯模具中,粘胶原液厚度为0.2~0.5mm,浸入50℃的凝固浴中,10~15秒钟粘胶纤维膜初步成形,将粘胶纤维膜置于50℃温水中,定向拉伸粘胶纤维膜,再将拉伸后的粘胶纤维膜浸入凝固浴充分凝固,用去离子水反复洗涤几次,放入质量分数为30~40%的丙三醇溶液中增塑处理4~6h,用去离子水洗涤,再置于冷冻干燥机中‑40℃冷冻干燥12h。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:所述定向拉伸粘胶纤维膜,为沿长度方向,用镊子夹住膜两端,拉伸至原长度的1.5倍。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)为,先将步骤(1)得到的粘胶纤维膜在2~3wt%NaOH溶液中浸泡30~

40min,配制40~45g/L的2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵溶液,将浸泡后的粘胶纤维膜浸入到所述2,3‑环氧丙基三甲基氯化铵溶液中30~40min,然后进行二浸二轧,再将粘胶纤维膜在烘箱中110~120℃烘焙3~4min,自然降温。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)为,称取1~4owf%X‑2R型活性染料配置染液,按照浴比1:40~50将步骤(2)得到的粘胶纤维膜放入到所述染液中,在室温下入染30~40min后将烧杯放入恒温水浴锅中,缓慢升温到50~60℃,再加入碳酸钠进行固色处理,碳酸钠浓度为10~15g/L,30~

40min后将烧杯取出,在室温条件下自然降温,再将粘胶纤维膜用去离子水洗、皂洗、去离子水洗,洗去浮色,自然晾干保存备用。

6.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,称取3owf%X‑2R型活性染料配置染液。

7.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,3owf%X‑2R型活性染料的分子结构式如下式所示,。

8.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:所述燃料电池用染色纤维素质子交换膜厚度100~150μm。

9.根据权利要求1或2所述的燃料电池用染色粘胶纤维素质子交换膜的制备方法,其特征在于:所述凝固浴,其组成为118g/L H2SO4、320g/L Na2SO4和11g/L ZnSO4。