一种燃料电池用串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion质子交换膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion质子交换膜及制备方法。该方法以芳纶纳米纤维为载体，将其浸润在ZIF‑67前驱体溶液中，可实现ZIF‑67在纳米纤维上的均匀成核和有序生长，制得串珠结构ZIF‑67/芳纶纳米纤维。将该材料与Nafion溶液复合后用作燃料电池质子交换膜，从而优化MOFs复合纳米电纺纤维/聚合物基体界面结构以及质了传递通道结构和调控复合膜的物理及化学微环境，协同构筑质子传递性能，阻醇性能，机械性能同步提升的高性能复合质子交换膜。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion质子交换膜的制备方法
本专利技术涉及静电纺纳米纤维、MOF和质子交换膜
，特别涉及一种串球结构的MOF/纳米纤维改性Nafion质子交换膜的制备方法。
技术介绍
随着全球经济的不断发展以及人口基数的不断壮大与能源需求的持续快速增长，能源危机与环境污染是制约人类社会生存和发展的瓶颈，已成为社会可持续发展面临的最大挑战。鉴于以上问题的严峻性，优化能源结构，变革能源的利用技术，实现能源的“开源”与“节流”势在必行。燃料电池作为集“开源”“节流”两种功能于一体的优质新能源技术，近些年来受到了广泛的关注。质子交换膜(PEMs)是直接甲醇燃料电池(DMFCs)的关键部件。质子交换膜的作用是传导质子，并将燃料和氧化剂分离于电池的阳极和阴极之间。质子电导率和燃料渗透性是燃料电池应用所需的PEM的关键特性，所以引导PEM的的研究趋势在向增加质子电导率并降低燃料渗透的方向不断发展。全氟磺酸膜因其良好的化学和物理稳定性以及在高湿度条件下的高导电性，在PEM中得到了广泛的应用。但全氟磺化膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃料电池用串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)芳纶纳米纤维的制备/n将芳纶原液，二甲基乙酰胺溶剂和四丁基氯化铵按照一定的比例配制并搅拌均匀，并通过静电纺丝技术制备厚度为80μm的树枝状芳纶纳米纤维复合膜；所述的芳纶乳液的浓度为15wt％-30wt％；所述的芳纶乳液、二甲基乙酰胺溶剂的体积之比为4∶1-6∶1。/n(2)串珠结构ZIF-67/芳纶纳米纤维复合膜的制备/n将上述步骤(1)纺制的树枝状芳纶纳米纤维浸润在钴盐溶液中，之后再与2-甲基咪唑溶液混合浸泡进行ZIF-67的有序生长，最后对复合膜反复洗涤、干燥。/n(3)串珠结...

【技术特征摘要】
1.燃料电池用串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)芳纶纳米纤维的制备
将芳纶原液，二甲基乙酰胺溶剂和四丁基氯化铵按照一定的比例配制并搅拌均匀，并通过静电纺丝技术制备厚度为80μm的树枝状芳纶纳米纤维复合膜；所述的芳纶乳液的浓度为15wt％-30wt％；所述的芳纶乳液、二甲基乙酰胺溶剂的体积之比为4∶1-6∶1。
(2)串珠结构ZIF-67/芳纶纳米纤维复合膜的制备
将上述步骤(1)纺制的树枝状芳纶纳米纤维浸润在钴盐溶液中，之后再与2-甲基咪唑溶液混合浸泡进行ZIF-67的有序生长，最后对复合膜反复洗涤、干燥。
(3)串珠结构MOF/芳纶纳米纤维改性Nafion复合膜的制备
将上述制得...

【专利技术属性】
技术研发人员：程博闻，王蒙，康卫民，王利媛，邓南平，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12