一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法及其应用技术

一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法及其应用。本发明专利技术属于质子交换膜燃料电池领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有全氟磺酸质子交换膜的质子传导率和机械性能不高的技术问题。制备方法：步骤1：将六氯环三聚磷腈和三聚氰胺溶于有机溶剂中，然后加入三乙胺和四丁基硫酸氢铵回流反应，得到COF；步骤2：将COF超声分散于氮甲基吡咯烷酮中，然后加入全氟磺酸树脂粉末，得到乳液；步骤3：将乳液刮涂在玻璃板上，后处理，得到COF/全氟磺酸树脂复合质子交换膜。该质子交换膜用于制备燃料电池或电解水装置。本发明专利技术的方法工艺简单快速，原料价格低廉，所得复合膜均匀，界面相容性好，能同时提升全氟磺酸质子交换膜的质子传导率和机械性能。率和机械性能。率和机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]在“碳中和、碳达峰”的时代背景下，开发新型绿色可持续的能源迫在眉睫，氢能的研发被提上了国家发展的日程。质子交换膜燃料电池作为将化学能转化为电能的高效转换装置，得到了极大的关注。目前，商用的燃料电池质子交换膜主要有美国杜邦、Gore
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select和日本旭硝子等主流企业生产的膜材料。但是这些企业所生产的膜材料价格高昂，给我国氢能产业发展带来了巨大的困难。因此，国内很多企业也都在积极生产国产化的全氟磺酸树脂膜材料，但是目前国产化的全氟磺酸树脂膜材料质子传导率不高，机械性能也较差，给氢能产业的发展带来了压力。因此，研发出同时具有高质子传导率和较强机械性能的复合全氟磺酸膜仍然是一个挑战。
[0003]目前提升国产全氟磺酸质子交换膜质子传导率的主要方法是进行无机或有机填料的掺杂，例如：Al2O3，TiO2，SiO2，BN等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：步骤1：将六氯环三聚磷腈和三聚氰胺溶于有机溶剂中，然后加入三乙胺和四丁基硫酸氢铵，进行回流反应，反应结束后离心、洗涤、真空干燥，得到共轭有机框架材料；步骤2：将步骤1得到的共轭有机框架材料超声分散于氮甲基吡咯烷酮中，得到分散液，向分散液中加入全氟磺酸树脂粉末，磁力搅拌至形成均匀乳液；步骤3：将步骤2得到的乳液刮涂在玻璃板上，先鼓风烘干，再真空烘干，经过氧化氢洗涤后酸泡，得到共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜。2.根据权利要求1所述的一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述六氯环三聚磷腈与三聚氰胺的质量比为(3～3.5)：5。步骤1中所述六氯环三聚磷腈与三乙胺的质量比为(0.65～1.45)：5，步骤1中所述六氯环三聚磷腈与四丁基硫酸氢铵的质量比为(28.5～64.3)：1。3.根据权利要求1所述的一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述六氯环三聚磷腈与三聚氰胺的质量比为(3.33～3.38)：5。4.根据权利要求1所述的一种共轭有机框架/全氟磺酸树脂复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述有机溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N,N
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二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合物，步骤1中所述六氯环三聚磷腈的质量与有机溶剂的体积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟东，董运发，刘远鹏，袁博韬，韩杰才，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：