【技术实现步骤摘要】
有机-MOF复合碱性聚合物电解质膜的制备方法及该膜
本专利技术属于碱性聚合物电解质膜领域；本专利技术还涉及一种具有较强保水能力、良好化学稳定性、较高电导率碱性聚合物电解质膜(APEMs)的制备。
技术介绍
以碱性聚合物膜为固体电解质的碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFCs)具有阴极反应动力学速率快，可以采用非贵金属作为电催化剂，能有效地避免盐沉积带来的枝晶短路问题等优势。自2005年首次被报道以来，成为燃料电池领域研究热点之一。作为碱性燃料电池关键材料之一，碱性聚合物电解质膜得到了广泛研究并取得了长足发展。通过分子结构设计，在APEMs中构建了连续且明显的微观相分离结构，建立了利于OH-传输的通道，膜的电导率得到了大幅提高，甚至超过目前商品Nafion膜的电导率。在此基础上，继续优化电极结构，改变测试条件，碱性燃料电池性能也得到了提升。但是目前碱性燃料电池的工作温度<80℃，在此条件下空气中CO2的对电池的影响较大。其中的碱性膜以及电极内部的碱性离聚物，一旦暴露在空气中其电导率就会减小2/3，甚至更大，将直接导致燃...
【技术保护点】
1.一种有机-MOF复合碱性聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)氯甲基化聚合物的制备；/n(2)氯型有机-MOF复合碱性膜的制备：/n先复合后官能团化制备氯型有机-MOF复合碱性膜：将步骤(1)制备的氯甲基化聚合物溶于溶剂K中，加入MOF材料充分混合，挥发溶剂，得到有机-MOF复合膜，将该膜浸泡于官能团化试剂中进行官能团化，得到氯型有机-MOF复合碱性膜；/n或，先官能团化后复合制备氯型有机-MOF复合碱性膜：将步骤(1)制备的氯甲基化聚合物溶于溶剂K中，加入官能团化试剂到氯甲基化聚合物溶液中进行反应，得到官能团化氯型聚合物溶液，然后加入MOF材料...
【技术特征摘要】
1.一种有机-MOF复合碱性聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)氯甲基化聚合物的制备；
(2)氯型有机-MOF复合碱性膜的制备：
先复合后官能团化制备氯型有机-MOF复合碱性膜：将步骤(1)制备的氯甲基化聚合物溶于溶剂K中，加入MOF材料充分混合，挥发溶剂，得到有机-MOF复合膜，将该膜浸泡于官能团化试剂中进行官能团化，得到氯型有机-MOF复合碱性膜；
或，先官能团化后复合制备氯型有机-MOF复合碱性膜：将步骤(1)制备的氯甲基化聚合物溶于溶剂K中，加入官能团化试剂到氯甲基化聚合物溶液中进行反应，得到官能团化氯型聚合物溶液，然后加入MOF材料充分混合，挥发溶剂，得到氯型有机-MOF复合碱性膜；
所述MOF为MIL-101(Cr)、ZIF-1、ZIF-2、ZIF-3、ZIF-4、ZIF-5、ZIF-6、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-9、ZIF-10、ZIF-11、ZIF-12、UiO-66中的一种或两种以上；
所述聚合物的质量与MOF的质量比为200:1-1:2；
所述充分混合的方式为机械搅拌、磁力搅拌、超声、细胞粉碎中的一种或两种以上。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述官能团化试剂为胺、胍、DABCO(1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷)、甲基吡咯烷或甲基哌啶中的一种或二种以上。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述MOF较优为MIL-101(Cr)、ZIF-2、ZIF-3、ZIF-6、ZIF-8、ZIF-10、ZIF-11、ZIF-12、UiO-66中的一种或两种以上；
所述聚合物的质量与MOF的质量比优选为50:1-1:1.5；
所述充分混合的方式优选为超声或细胞粉碎中的一种或两种。
4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述聚合物的质量与MOF的质量比最优为20:1-1:1。
5.按照权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)所述溶剂K为四氢呋喃、二甲苯、甲苯、氯仿、1,1,2,2-四氯乙烷中、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或两种以上；
当聚合物的质量与MOF的质量比≥10:1时，所述聚合物的质量与溶剂K的体积比为1:30～1:4g/mL；所述MOF的质量与溶剂K的体积比为1:20～1:5g/mL；
当聚合物的质量与MOF的质量比<10:1时，所述聚合物的质量与溶剂K的体积比<1:30g/mL；所述MOF的质量与溶剂K的体积比<1:30g/mL；
步骤(2)先复合铸膜后官能团化过程所述铸膜温度为室温～50℃；铸膜时间0.5-12h；所述官能团化浸泡温度为室温～60℃；所述浸泡时间为>4h；
步骤(2)先官能团化后复合铸膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，杨丛荣，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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