本发明属于燃料电池，具体是一种直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法。
背景技术：
1、直接甲醇燃料电池（dmfc）是一种新型的能源，采用甲醇为阳极燃料，氧气为阴极助燃剂，在催化剂的作用下，进行化学反应，产生电能的电化学装置（见图1）。甲醇燃料电池直接将化学能转化为电能，转化效率高；燃料为甲醇，燃烧产物为二氧化碳和水，对环境没有污染；燃料甲醇主要由煤为原材料制备而成，符合节能、环保的要求；因此，直接甲醇燃料电池有非常好的发展前景。
2、质子交换膜是直接甲醇燃料电池的核心部件。目前，商业化最常用的质子交换膜是美国杜邦公司的nafion膜（全氟磺酸膜）。但是，nafion膜在应用到直接甲醇燃料电池中时，出现了比较严重的甲醇渗透问题，甲醇从阳极向阴极渗透，这种现象是由于甲醇的扩散和电渗共同引起的。由于甲醇的渗透导致阴极性能衰退，电池输出功率显著降低，dmfc使用寿命缩短。因此，为了保证直接甲醇燃料电池的使用效果和商业价值，必须开发性能良好、防止甲醇渗透的质子交换膜。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，可有效解决甲醇的渗透导致阴极性能衰退，电池输出功率显著降低，dmfc使用寿命缩短，影响使用效果和商业价值的问题。
2、本发明解决的技术方案是，一种直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
3、（1）制作二氧化硅胶体：
4、将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚（aeo-20）、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液（eva乳液），按质量比80～85︰5～10︰5～7︰3～5混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，制备成二氧化硅胶体；
5、（2）制作二氧化硅支撑体：
6、将二氧化硅胶体倒入不锈钢平板模具中，用刮刀铺展为均匀薄层，将平板模具放进烘干箱，100℃烘干；然后放入焙烧炉，600℃焙烧1小时，800℃焙烧1小时，在900℃保持2小时，冷却至室温，成二氧化硅支撑体；
7、（3）制作纳米氧化铝溶胶：
8、将纯度99.99%粒径15纳米的氧化铝粉末、纯度99%粒径0.7毫米的氢氧化钠、乙酰丙酮、聚乙烯醇（pva）、纯度99.6%的乙二酸（草酸），按质量比84～88︰2～3︰4～5︰4～5︰2～3加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌1小时，静置2小时，成纳米氧化铝溶胶；
9、（4）制作纳米陶瓷质子交换膜：
10、将纳米氧化铝溶胶注入浸渍容器内，二氧化硅支撑体浸入氧化铝溶胶内浸渍1小时，将附有纳米氧化铝溶胶的二氧化硅支撑体放进烘干箱，100℃烘干；然后放入焙烧炉，1100℃焙烧1小时，1200℃焙烧2小时，在1300℃保持3小时，冷却至室温，成纳米陶瓷质子交换膜。
11、本发明纳米陶瓷质子交换膜制作工艺简单、实用，成膜率高，能有效防止甲醇渗透，制作所需材料广泛且价格较低，延长直接甲醇燃料电池的使用寿命，有显著的经济和社会效益。
1.一种直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，
3.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液，按质量比85︰5︰7︰3混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，制备成二氧化硅胶体；
4.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液，按质量比82.5︰7.5︰6︰4混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，制备成二氧化硅胶体；
5.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液，按质量比81︰9︰5.5︰4.5混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，制备成二氧化硅胶体；
6.根据权利要求1所述的直接甲醇燃料电池纳米陶瓷质子交换膜的制备方法，其特征在于，所述的制作二氧化硅胶体是，将纯度99.5%粒径2.8微米的二氧化硅、纯度99%的脂肪醇聚氧乙烯醚、纯度99%的枸橼酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液，按质量比84︰6︰6.5︰3.5混合并加入反应釜中，再加入等质量纯水，加入过程不停搅拌，并在全部加入后持续搅拌0.5小时，静置1小时，制备成二氧化硅胶体；