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申请/专利权人:寰泰储能科技股份有限公司
摘要:本发明属于全钒液流电池材料领域,公开了一种水凝胶复合的质子交换膜及其制备方法。本发明首先对质子交换膜进行溶胀处理,所述质子交换膜为磺酸膜,之后在水凝胶前驱体溶液中浸泡经溶胀处理后的质子交换膜,依次通过自由基聚合、水洗、酸洗、干燥,得到一种水凝胶复合的质子交换膜。本发明的质子交换膜在膜表面增加了水凝胶层,在提高抵抗穿刺和撕裂能力的同时,保证了质子交换膜自身结构的完整性,可以满足其在更高压缩比工况下的适用性。此外,水凝胶层采用具有磺酸基团的单体,均匀分布的磺酸基以共价键的形式连接在聚合物网络上,具有较高的水保留能力,有利于质子的高效转移。
主权项:1.一种制备水凝胶复合的质子交换膜的方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:S1:将质子交换膜浸泡在静态的水中,所述质子交换膜为磺酸膜,浸泡温度为20~40℃,浸泡时间为12~24h,得到溶胀后的质子交换膜,备用;S2:将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺溶解在水中,搅拌均匀得到2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合溶液;向2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸N,N'-亚甲基双丙烯酰胺混合溶液中加入引发剂,混合均匀得到水凝胶前驱体溶液,备用;所述水凝胶前驱体溶液中,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量分数为1%~5%,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为0.02%~0.1%,引发剂的质量分数为0.02%~0.1%;S3:将步骤S1中得到的溶胀后的质子交换膜浸入在步骤S2中制备的水凝胶前驱体溶液中,浸泡5~10min后取出,并将浸泡水凝胶前驱体溶液后的质子交换膜在40~60℃下干燥6~24h,从而在质子交换膜的表面形成水凝胶层;S4:对步骤S3中所制得的质子交换膜进行水洗;S5:使用酸溶液对经步骤S4水洗后的质子交换膜进行酸洗,经过干燥,得到水凝胶复合的质子交换膜。
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