一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜及其制备方法

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜及其制备方法。

背景技术

壳聚糖(CS)作为一种天然碱性聚电解质，由于其优异的机械性能、良好的保水能力、低反应物渗透性和易于改性的性质，近年来被广泛用作燃料电池阴离子交换膜(AEMs)的基质材料。为确保所装配的电池具有较高的功率密度及使用寿命，通常需要其具备优异的氢氧根离子电导率、良好的碱性稳定性及足够的力学性能。然而，未经改性的CS由于其结构中缺乏必要的氢氧根传导基团，因此其离子电导率普遍偏低，难以满足实际应用的需求。

为解决上述问题，现阶段主要通过在CS结构中引入阳离子基团，如季铵、咪唑鎓阳离子等，以提高其氢氧根传导能力。由于离子电导率与机械性能往往相互制衡，过高的阳离子功能化程度虽可大幅度提升其离子电导率，但与此同时阳离子功能化后CS膜的吸水率及溶胀度将急剧增加，甚至出现溶解，导致所制备的膜机械性能恶化严重。因此，现阶段CS基AEMs的阳离子基团含量通常较低(离子交换容量<2mmol g

有研究表明，在碱性条件下，聚合物结构中氨基可以被活化成带负电的N

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供了一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜及其制备方法。本发明利用原位离子交联策略解决高取代度下阳离子功能化壳聚糖易溶解的问题，增强其结构稳定性，通过调控取代度调节离子交联程度。同时，为限制阳离子功能化壳聚糖易溶胀的问题，并进一步构建离子传输通道，将阳离子功能化壳聚糖填充至具有离子传导功能的三维骨架中，利用具有离子传导功能的三维骨架进一步增强复合膜的离子电导率和机械性能，最终获得兼具高离子电导率、高机械稳定性以及高燃料电池性能的复合阴离子交换膜。

为实现上述发明目的，本发明采取了如下技术措施：

一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备阳离子功能化壳聚糖；

(2)制备阳离子功能化三维骨架；

(3)将阳离子功能化壳聚糖溶解后浇筑填充至阳离子功能化三维骨架中，去除溶剂，得到干膜；

(4)将所得膜浸泡于碱性溶液中进行离子交联，洗涤、烘干，得到所述复合阴离子交换膜。

其中，步骤(1)与步骤(2)所用的阳离子功能化试剂中阳离子各自独立选择包括但不限于季铵阳离子、咪唑鎓阳离子、氮杂螺环阳离子等。优选的，本发明中较佳的实施例中，所述阳离子功能化壳聚糖与所述阳离子功能化三维骨架所用的阳离子功能化试剂中阳离子相同，采用季铵阳离子功能化。

其中，阳离子功能化壳聚糖的取代度不小于50％，取代度优选为50％-90％，更优选为60％-80％。

其中，制备季铵阳离子功能化壳聚糖或三维骨架所用的季铵化试剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、(6-溴己基)三甲基溴化铵、(3-溴丙基)三甲基溴化铵中任一种。

制备咪唑鎓阳离子功能化壳聚糖或三维骨架所用的咪唑鎓试剂为1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐、2-氯-1,3-二甲基氯化咪唑啉鎓中任一种。

制备氮杂螺环阳离子功能化壳聚糖或三维骨架所用的氮杂螺环试剂为8-(氯甲基)-2-环丙基-2-氮杂螺[4.5]癸烷、8-(溴甲基)-2-环丙基-2-氮杂螺[4.5]癸烷中任一种。

其中，制备阳离子功能化壳聚糖的方法为：将壳聚糖溶解在醋酸水溶液中，再加入氢氧化钠水溶液进行碱化处理，随后用去离子水洗涤至中性，然后将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇中，加入一定量的阳离子功能化试剂，搅拌反应，得到取代度为50％-90％季铵阳离子功能化壳聚糖。

其中，以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为季铵化试剂制备季铵阳离子功能化壳聚糖的方法为：将一定量的壳聚糖溶解在1-2vt％醋酸水溶液中，加入氢氧化钠水溶液(2-6wt％)进行碱化处理2-6h，随后用去离子水洗涤至中性；然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇中，再加入一定量2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在80℃下搅拌反应5-24h，得到取代度为50％-90％季铵阳离子功能化壳聚糖，更优选的季铵阳离子功能化壳聚糖取代度为60-80％，这种取代度的阳离子功能化壳聚糖应用于本发明中具有更优异的离子电导率及机械性能。

其中，在进行步骤(2)时，所述的三维骨架包括但不限于聚四氟乙烯纤维膜、聚偏氟乙烯纤维膜、聚丙烯腈纤维膜、聚丙烯无纺布等静电纺丝纤维膜，其中，所述三维骨架的孔隙率为70-85％，厚度为40-70um。

其中，步骤(2)中阳离子功能化步骤包括首先利用聚多巴胺对三维骨架进行表面包覆处理，增强三维骨架表面活性，进一步利用阳离子功能化试剂进行表面处理。优选的，进行季铵功能化表面改性处理。

其中，所述聚多巴胺对三维骨架进行表面包覆处理是指通过左旋多巴胺在三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐溶液中在三维骨架表面经过氧化自聚合而形成包覆层。具体的，所述聚多巴胺对三维骨架包覆方法为：配置0.5-1mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液，加入一定量氨水溶液调节其pH至8-9，在该pH下更有利于左旋多巴胺的自聚合；随后将三维骨架浸泡在其中，再加入0.5-1g/L左旋多巴胺，室温下搅拌12-24h，在该浓度范围及反应时间内所形成的聚多巴胺包覆层更为均匀。

其中，以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为季铵化试剂制备季铵阳离子功能化三维骨架表面改性处理的方法为：将上述制备的聚多巴胺包覆三维骨架浸泡于去离子水中预处理，随后加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵粉末，其在去离子水中浓度为4-8w/v.％，在80℃下反应12-24h，随后用去离子水洗涤除去未反应的季铵化试剂，在60-80℃下干燥，得到季铵阳离子功能化三维骨架。

其中，在进行步骤(3)时，阳离子功能化壳聚糖浓度为1～5w/v％，以上浓度的聚合物溶液可以保证阳离子功能化壳聚糖在三维骨架中填充紧实。

其中，在进行步骤(4)时，所述碱性溶液包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁等，碱性溶液浓度为0.5M-2M，浸泡时间为12-48h。

其中，步骤(4)所制备的复合阴离子交换膜的厚度为50-80μm，在该厚度范围内，离子传导及电池性能最佳。复合阴离子交换膜的厚度例如可以为50μm、60μm、70μm或80μm等，本领域工作人员可根据实际需求在该范围内进行设定。

本发明还涉及一种阴离子交换膜，其由上述复合阴离子交换膜的制备方法得到。

本发明还涉及上述阴离子交换膜在碱性聚电解质燃料电池中的应用。

本发明提供的阴离子交换膜及其制备方法与现有技术相比，其有益效果是：

(1)与现有的高结构稳定性阳离子功能化壳聚糖技术相比，本发明利用离子自交联策略，无需额外的交联剂的加入，即可实现高阳离子取代度壳聚糖高结构稳定性，简化了制备过程；

(2)与现有的聚合物填充三维骨架增强膜性能相比，本发明采用阳离子功能化三维骨架作为增强基底，在实现力学性能的增强的同时，还可构建离子传输通道，实现了离子电导率及机械性能同步提升。

附图说明

图1为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

图2为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

图3为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

具体实施方式

现结合具体实施例及附图详细说明本发明的技术方案，该详细说明不应认为是对本发明权利要求书请求保护的范围的限制。

实施例一

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入11.53g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在80℃下搅拌反应8h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)配置0.5mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液，加入一定量氨水溶液调节其pH至8-9；随后将聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜(实验室自制，参照中国专利CN 105406091B实施例1的方法制备得到，厚度45um，孔隙率78％)浸泡在其中，再加入0.5g/L左旋多巴胺，室温下搅拌12h，随后用去离子水对所得纤维膜进行洗涤除去未包覆的聚多巴胺，60℃下干燥，得到聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜。进一步，将上述制备的聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜浸泡于50mL去离子水中预处理，随后加入2g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在80℃下反应12h，随后用去离子水洗涤除去未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜；

(3)将步骤(2)所得的季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜平铺于玻璃板中，然后取步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在25mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成4w/v％的季铵阳离子功能化壳聚糖溶液，并浇筑于季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜上，40℃烘干、揭膜；

(4)将步骤(3)所得膜置于0.5M KOH溶液中浸泡12h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜，即一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜，其厚度为72um，命名为HQCS

实施例二

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入13.52g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵季铵化固体粉末，在85℃下搅拌反应12h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)配置0.5mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液，加入一定量氨水溶液调节其pH至8-9；随后将聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜(实验室自制，参照中国专利CN 105406091B实施例1的方法制备得到，厚度45um，孔隙率78％)浸泡在其中，再加入0.5g/L左旋多巴胺，室温下搅拌12h，随后用去离子水对所得纤维膜进行洗涤除去未包覆的聚多巴胺，60℃下干燥，得到聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜。进一步，将上述制备的聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜浸泡于50mL去离子水中预处理，随后加入2.5g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在80℃下反应18h，随后用去离子水洗涤除去未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜；

(3)将步骤(2)所得的季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜平铺于玻璃板中，然后取步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在30mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成3.3w/v％的季铵阳离子功能化壳聚糖溶液，并浇筑于季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜上，40℃烘干、揭膜；

(4)将步骤(3)所得膜置于1M KOH溶液中浸泡12h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜，即一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜，其厚度为65um，命名为HQCS

实施例三

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入14.71g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在85℃下搅拌反应18h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)配置0.5mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液，加入一定量氨水溶液调节其pH至8-9；随后将聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜(实验室自制，参照中国专利CN 105406091B实施例1的方法制备得到，厚度45um，孔隙率78％)浸泡在其中，再加入0.5g/L左旋多巴胺，室温下搅拌12h，随后用去离子水对所得纤维膜进行洗涤除去未包覆的聚多巴胺，60℃下干燥，得到聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜。进一步，将上述制备的聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜浸泡于50mL去离子水中预处理，随后加入3g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在80℃下反应24h，随后用去离子水洗涤除去未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜；

(3)将步骤(2)所得的季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜平铺于玻璃板中，然后取步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在30mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成3.3w/v％的季铵阳离子功能化壳聚糖溶液，并浇筑于季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜上，40℃烘干、揭膜；

(4)将骤(3)所得膜置于1M KOH溶液中浸泡24h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜，即一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜，其厚度为62um，命名为HQCS

实施例四

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入17.69g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在85℃下搅拌反应24h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)配置0.5mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐水溶液，加入一定量氨水溶液调节其pH至8-9；随后将聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜(实验室自制，参照中国专利CN 105406091B实施例1的方法制备得到，厚度45um，孔隙率78％)浸泡在其中，再加入0.5g/L左旋多巴胺，室温下搅拌12h，随后用去离子水对所得纤维膜进行洗涤除去未包覆的聚多巴胺，60℃下干燥，得到聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜。进一步，将上述制备的聚多巴胺包覆聚偏氟乙烯纤维膜浸泡于50mL去离子水中预处理，随后加入4g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在80℃下反应24h，随后用去离子水洗涤除去未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，在60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜；

(3)将步骤(2)所得的季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜平铺于玻璃板中，然后取步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在30mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成3.3w/v％的季铵化壳聚糖溶液，并浇筑于季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯纤维膜上，40℃烘干、揭膜；

(4)将步骤(3)所得膜置于2M KOH溶液中浸泡24h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜，即一种原位离子交联、纳米网络双增强阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜，其厚度为58um，命名为HQCS

表1列出了实施例1-4制得的季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜的离子电导率、溶胀率、湿态力学性能及电池性能。

表1季铵阳离子功能化壳聚糖/季铵阳离子功能化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜的离子电导率、溶胀率、湿态力学性能及电池性能

由表1数据可知，随着壳聚糖季铵阳离子功能化程度的不断增加，实施例1-4所制备的复合阴离子交换膜的离子电导率、溶胀呈现不断增大的趋势，室温离子电导率均大于0.1S/cm，溶胀处于较低范围(面溶胀、厚度溶胀均小于100％)；复合阴离子交换膜的力学性能随季铵阳离子功能化程度的逐渐增加呈现降低趋势，但均具有较为优异的柔韧性；此外，复合阴离子交换膜的碱性燃料电池性能均处于较高水平，可满足碱性直接甲醇燃料电池的使用要求。

对比例一

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入14.71g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在85℃下搅拌反应18h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)将步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在30mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成3.3w/v％的季铵阳离子功能化壳聚糖溶液并浇筑于空白玻璃板上，40℃烘干、揭膜；

(3)将步骤(2)所得膜置于1M KOH溶液中浸泡24h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖膜，其厚度为61um，命名为HQCS

对比例二

(1)将5g的壳聚糖(Mw＝1000kDa，脱乙酰度＝92.5％)溶解在250mL浓度为2vt％的醋酸水溶液中，再加入150mL浓度为3wt％氢氧化钠水溶液进行碱化处理3h，随后用去离子水洗涤至中性。然后，将上述碱化壳聚糖加入至异丙醇溶剂(150mL)中，超声搅拌形成均匀的分散液，加入14.71g 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵固体粉末，在85℃下搅拌反应18h，反应完毕后过滤除去溶剂，随后用无水乙醇对所得反应物进行洗涤，去除未反应的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，60℃下干燥，得到季铵阳离子功能化壳聚糖，通过电导滴定测定样品中Cl

(2)将聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜(实验室自制，参照中国专利CN 105406091 B实施例1的方法制得到，厚度45um，孔隙率78％)平铺于玻璃板中，然后取步骤(1)中所得的季铵阳离子功能化壳聚糖1g溶解在30mL乙酸水溶液(2vt％)中，搅拌直至溶液均匀，形成3.3w/vt％的季铵阳离子功能化壳聚糖溶液并浇筑于聚偏氟乙烯静电纺丝纤维膜上，40℃烘干、揭膜；

(3)将步骤(2)所得膜置于1M KOH溶液中浸泡24h进行离子交联，洗涤、烘干，得到季铵阳离子功能化壳聚糖/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜，即一种原位交联、纳米网络阳离子功能化壳聚糖复合阴离子交换膜，其厚度为64um，命名为HQCS

图1为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

图2为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

图3为本发明实施例三所制备的季铵化壳聚糖/季铵化聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜(HQCS

表2为对比例一制得的季铵阳离子功能化壳聚糖膜和对比例二制得的季铵阳离子功能化壳聚糖/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜的离子电导率、溶胀率、湿态力学性能以及电池性能。

表2对比例一制得的季铵阳离子功能化壳聚糖膜和对比例二制得的季铵阳离子功能化壳聚糖/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜的离子电导率、溶胀率、湿态力学性能及电池性能

从表2结果可以看出，对比例一所制备的季铵阳离子功能化壳聚糖膜虽具有较高的离子电导率，但溶胀率过大，由此导致机械性能较差，且电池性能较低，功率密度仅为86.21mWcm

以上各实施例所制备的膜性能测试条件统一描述如下：

(1)离子电导率：采用电化学阻抗分析仪测定所制备膜的阻抗大小，测试频率范围为1-10

式中，L和A分别为两电极的间距和两电极间待测膜的有效横截面积，R是膜的电阻。

(2)面溶胀及厚度溶胀测定：通过计算干燥状态和水合状态之间膜面积和厚度的差异，测量其溶胀率。

(3)拉伸强度和断裂伸长率：采用电子拉力机对所制备膜的力学性能进行测试，式样长度40×10mm，拉伸速度1mm/min，测试温度25℃，湿度100％RH。

(4)电池性能：在80℃下对所制备膜的电池性能进行评估。在测试之前，将待测膜利用热压法制成膜电极(2.0cm×2.0cm)，2MPa压力，125℃下热压3分钟。所用催化剂均通过商业渠道购买，其中阳极为Pt-Ru，负载量为4.0mg cm

上述实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制。其它任何未背离本发明精神实质及原理所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应视为等效置换方式，包含在本发明保护范围之内。