本发明属于交换膜领域，具体涉及一种三氮唑改性质子交换膜及其制备方法。
背景技术：
聚苯醚是一种广泛应用的热塑性材料，具有良好的机械性能和耐水性，收缩率低，无毒，密度小，特别是ppo结构中无强极性基团，电性能稳定，可在广泛的温度、湿度及频率范围内保持良好的电性能，且ppo分子结构简单，可以针对不同的要求进行各种改性，磺化聚苯醚具有优异的电化学性能，过去被用在离子交换膜和荷电压滤膜上，而且sppo具有良好的热稳定性，因此sppo被认为是一种较好的质子导电材料，可应用在燃料电池中。但是磺化聚苯醚的导电率，相比全氟磺酸nafion膜来说，有比较大的差距；而目前大多采用氯磺酸处理聚苯醚，在处理过程中会涉及到污染问题，因此，本发明打算研究一种非磺化的聚苯醚，来达到传统质子膜的品质，避免了污染环境。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种三氮唑改性质子交换膜及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种三氮唑改性质子交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：
苯并三氮唑0.8-1、聚苯醚100-112、氨基磺酸镍2-3、双丙酮丙烯酰胺1-2、十二烷基磺酸钠0.5-1、正硅酸乙酯16-20、sp-800.07-0.1。
一种三氮唑改性质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取苯并三氮唑，加入到其重量7-10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为60-67℃，加入氨基磺酸镍，保温搅拌10-20分钟，得醇分散液；
(2)取双丙酮丙烯酰胺，加入到其重量35-40倍的去离子水中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取聚苯醚，加入到其重量3-4倍的氯化亚砜中，送入到55-60℃的恒温水浴中，保温搅拌10-13分钟，出料，与上述醇分散液混合，搅拌均匀，加入sp-80，超声6-10分钟，得三氮唑改性聚苯醚分散液；
(4)取上述酰胺分散、三氮唑改性聚苯醚分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠，搅拌反应3-4小时，过滤，得溶胶聚苯醚；
(5)取上述溶胶聚苯醚，加入到其重量17-20倍的二甲基甲酰胺中，超声1-2小时，倒入培养皿中，放入真空干燥箱，在70-85℃下真空干燥20-30小时，待膜成型后，放入95-105℃的恒温干燥箱处理1-2小时，揭膜，将膜水洗，常温干燥，即得所述三氮唑改性质子交换膜。
本发明的优点：
本发明以苯并三氮唑为改性剂，对聚苯醚进行掺杂改性，然后将其分散到酰胺溶液中，再以正硅酸乙酯为前驱体，水解，得到溶胶聚苯醚，通过该处理，可以有效的提高聚苯醚薄膜的表面力学性能，提高韧性和抗冲击强度，同时还可以改善甲醇渗透率，提高成品交换膜的品质。
具体实施方式
实施例1
一种三氮唑改性质子交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：
苯并三氮唑0.8、聚苯醚100、氨基磺酸镍2、双丙酮丙烯酰胺1、十二烷基磺酸钠0.5、正硅酸乙酯16、sp-800.07。
一种三氮唑改性质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取苯并三氮唑，加入到其重量7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为60℃，加入氨基磺酸镍，保温搅拌10分钟，得醇分散液；
(2)取双丙酮丙烯酰胺，加入到其重量35倍的去离子水中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取聚苯醚，加入到其重量3倍的氯化亚砜中，送入到55℃的恒温水浴中，保温搅拌10分钟，出料，与上述醇分散液混合，搅拌均匀，加入sp-80，超声6分钟，得三氮唑改性聚苯醚分散液；
(4)取上述酰胺分散、三氮唑改性聚苯醚分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠，搅拌反应3小时，过滤，得溶胶聚苯醚；
(5)取上述溶胶聚苯醚，加入到其重量17倍的二甲基甲酰胺中，超声1小时，倒入培养皿中，放入真空干燥箱，在70℃下真空干燥20小时，待膜成型后，放入95℃的恒温干燥箱处理1小时，揭膜，将膜水洗，常温干燥，即得所述三氮唑改性质子交换膜。
实施例2
一种三氮唑改性质子交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：
苯并三氮唑1、聚苯醚112、氨基磺酸镍3、双丙酮丙烯酰胺2、十二烷基磺酸钠1、正硅酸乙酯20、sp-800.1。
一种三氮唑改性质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取苯并三氮唑，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为67℃，加入氨基磺酸镍，保温搅拌20分钟，得醇分散液；
(2)取双丙酮丙烯酰胺，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取聚苯醚，加入到其重量4倍的氯化亚砜中，送入到60℃的恒温水浴中，保温搅拌13分钟，出料，与上述醇分散液混合，搅拌均匀，加入sp-80，超声10分钟，得三氮唑改性聚苯醚分散液；
(4)取上述酰胺分散、三氮唑改性聚苯醚分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠，搅拌反应4小时，过滤，得溶胶聚苯醚；
(5)取上述溶胶聚苯醚，加入到其重量20倍的二甲基甲酰胺中，超声2小时，倒入培养皿中，放入真空干燥箱，在85℃下真空干燥30小时，待膜成型后，放入105℃的恒温干燥箱处理2小时，揭膜，将膜水洗，常温干燥，即得所述三氮唑改性质子交换膜。
性能测试：
本发明的三氮唑改性质子交换膜的质子导电率为2.8-3.5×10-2scm-1；
甲醇渗透率为1.4-2×10-7cm2/s；
机械力学性能28.4mpa。