sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜及其制备方法和应用与流程

文档序号:11102735阅读:来源:国知局

技术特征:

1.sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜,其特征在于:在该复合电解质膜中,按质量百分数计,sMWCNT占0.5~1.0%,PEG占4.5~19.5%,Nafion占80~95%。

2.sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)以sMWCNT、PEG和Nafion分散液为原料,加入到溶剂中得到铸膜液;其中,按质量百分数计,sMWCNT占0.5~1.0%,PEG占4.5~19.5%,Nafion占80~95%;

(2)采用溶液浇铸法制备sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜。

3.根据权利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中Nafion分散液的质量分数为5%;PEG的平均分子量为10万或20万。

4.根据权利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜的制备方法,其特征在于:步骤(1)中溶剂为DMF、EG或DMSO;溶剂的添加量为磺化碳纳米管、PEG和Nafion分散液总质量的15~25%。

5.根据权利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜的制备方法,其特征在于:步骤(2)中溶液浇铸法是将铸膜液加入到浇注槽中,搅拌4~6小时后依次进行干燥和烘烤,得到sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜。

6.根据权利要求5所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜的制备方法,其特征在于:干燥是分段干燥,先在70~90℃加热20~24小时,然后在100~110℃加热2~2.5小时,最后在120~130℃加热2~2.5小时;烘烤是在140~150℃下烘烤30~60分钟。

7.如权利要求1所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜在制备离子型电驱动器中的应用,其特征在于:包括以下步骤:

(1)对sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜进行表面糙化处理;

(2)将表面糙化处理后的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜依次经还原镀处理、化学镀处理和后处理,制得离子型电驱动器。

8.根据权利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜在制备离子型电驱动器中的应用,其特征在于:步骤(1)中是利用喷砂机在0.1~0.3Mpa压力下对sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜进行表面糙化处理50~70s;表面糙化处理后依次经过超声波清洗、盐酸溶液煮洗和去离子水煮洗,再进行还原镀。

9.根据权利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜在制备离子型电驱动器中的应用,其特征在于:步骤(2)中后处理是在0.25~1mol/L的HCl或H2SO4中浸泡4~6小时,再用0.25~0.5mol/L的LiOH溶液或NaOH溶液浸泡12~24小时,形成Li+型电驱动器或Na+型电驱动器。

10.根据权利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜在制备离子型电驱动器中的应用,其特征在于:

步骤(2)中的还原镀具体包括以下步骤:

(a1)按每平方厘米sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜上沉积2~2.1mg钯单质计,采用Pd(NH3)4Cl2溶液和氨水混合配置钯盐溶液A;将表面糙化处理后的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜浸入钯盐溶液A中并静置6~12h,进行Pd(NH3)42+离子吸附;

(a2)将离子吸附后的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜水洗后放入还原镀液中,并加入过量的NaBH4溶液进行第一次离子还原镀,将Pd(NH3)42+还原成单质Pd,然后将第一次还原镀后的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜进行酸液浸泡;

(a3)重复步骤(a1)和步骤(a2)若干次,完成还原镀;

步骤(2)中的化学镀具体包括以下步骤:

(b1)按每平方厘米sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜上沉积1.2~1.3mg钯单质计,配制钯盐溶液B,再加入氨水、EDTA和PVP,并加热到40℃,得到化学镀液;

(b2)将还原镀得到的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜浸入化学镀液;在回旋振荡下,将温度逐步升高并同时加入N2H4溶液,直至温度升至58℃完成第一次化学镀,将第一次化学镀后的sMWCNT/PEG/Nafion复合电解质膜进行酸浸;

(b3)重复步骤(b2)若干次,完成化学镀。

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