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sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜及其制備方法和應用與流程

文檔序號:11102735閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜,其特征在于:在該復合電解質膜中,按質量百分數計,sMWCNT占0.5~1.0%,PEG占4.5~19.5%,Nafion占80~95%。

2.sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:

(1)以sMWCNT、PEG和Nafion分散液為原料,加入到溶劑中得到鑄膜液;其中,按質量百分數計,sMWCNT占0.5~1.0%,PEG占4.5~19.5%,Nafion占80~95%;

(2)采用溶液澆鑄法制備sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜。

3.根據權利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜的制備方法,其特征在于:步驟(1)中Nafion分散液的質量分數為5%;PEG的平均分子量為10萬或20萬。

4.根據權利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜的制備方法,其特征在于:步驟(1)中溶劑為DMF、EG或DMSO;溶劑的添加量為磺化碳納米管、PEG和Nafion分散液總質量的15~25%。

5.根據權利要求2所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜的制備方法,其特征在于:步驟(2)中溶液澆鑄法是將鑄膜液加入到澆注槽中,攪拌4~6小時后依次進行干燥和烘烤,得到sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜。

6.根據權利要求5所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜的制備方法,其特征在于:干燥是分段干燥,先在70~90℃加熱20~24小時,然后在100~110℃加熱2~2.5小時,最后在120~130℃加熱2~2.5小時;烘烤是在140~150℃下烘烤30~60分鐘。

7.如權利要求1所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜在制備離子型電驅動器中的應用,其特征在于:包括以下步驟:

(1)對sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜進行表面糙化處理;

(2)將表面糙化處理后的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜依次經還原鍍處理、化學鍍處理和后處理,制得離子型電驅動器。

8.根據權利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜在制備離子型電驅動器中的應用,其特征在于:步驟(1)中是利用噴砂機在0.1~0.3Mpa壓力下對sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜進行表面糙化處理50~70s;表面糙化處理后依次經過超聲波清洗、鹽酸溶液煮洗和去離子水煮洗,再進行還原鍍。

9.根據權利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜在制備離子型電驅動器中的應用,其特征在于:步驟(2)中后處理是在0.25~1mol/L的HCl或H2SO4中浸泡4~6小時,再用0.25~0.5mol/L的LiOH溶液或NaOH溶液浸泡12~24小時,形成Li+型電驅動器或Na+型電驅動器。

10.根據權利要求7所述的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜在制備離子型電驅動器中的應用,其特征在于:

步驟(2)中的還原鍍具體包括以下步驟:

(a1)按每平方厘米sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜上沉積2~2.1mg鈀單質計,采用Pd(NH3)4Cl2溶液和氨水混合配置鈀鹽溶液A;將表面糙化處理后的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜浸入鈀鹽溶液A中并靜置6~12h,進行Pd(NH3)42+離子吸附;

(a2)將離子吸附后的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜水洗后放入還原鍍液中,并加入過量的NaBH4溶液進行第一次離子還原鍍,將Pd(NH3)42+還原成單質Pd,然后將第一次還原鍍后的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜進行酸液浸泡;

(a3)重復步驟(a1)和步驟(a2)若干次,完成還原鍍;

步驟(2)中的化學鍍具體包括以下步驟:

(b1)按每平方厘米sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜上沉積1.2~1.3mg鈀單質計,配制鈀鹽溶液B,再加入氨水、EDTA和PVP,并加熱到40℃,得到化學鍍液;

(b2)將還原鍍得到的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜浸入化學鍍液;在回旋振蕩下,將溫度逐步升高并同時加入N2H4溶液,直至溫度升至58℃完成第一次化學鍍,將第一次化學鍍后的sMWCNT/PEG/Nafion復合電解質膜進行酸浸;

(b3)重復步驟(b2)若干次,完成化學鍍。

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