一种有机框架材料复合聚合物质子交换膜及其制备方法技术

技术编号:40528722 阅读:29 留言:0更新日期:2024-03-01 13:48
本发明专利技术公开了一种有机框架材料复合聚合物质子交换膜及其制备方法和应用,所述复合聚合物质子交换膜包括聚合物基体及在聚合物基体中均匀分布的、具有有序多孔和丰富氢键活性位点的有机框架材料。本发明专利技术利用有机框架材料的高比表面积、丰富氢键位点以及良好氢键可逆性,将其与聚合物分子相互作用,协同有序多孔提供质子传输通道,以提高质子交换膜的传导性能,同时提高质子交换膜的稳定性,有利于极大程度地扩宽质子交换膜的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于膜电极,具体涉及一种有机框架材料复合聚合物质子交换膜及其制备方法和应用。


技术介绍

1、氢能具有能量密度高、来源用途广泛、适应大规模储能等多种优势。利用可再生能源通过电解水制取绿色氢气,可以实现氢制取的零碳排放,对于助力实现碳中和目标具有重要的意义。电解水即通过电将水分解为氢气与氧气的电化学反应过程。在电解水制氢的技术中,质子交换膜电解水制氢本身清洁无污染、制氢纯度高,具备启停快、负荷可调节范围宽等出色的可再生能源适应性,且其体积较小、操控灵活,适合于风光等可再生能源发电直接耦合制氢,成为目前绿氢制取领域研究开发的重点。

2、膜电极作为质子交换膜电解水技术的关键核心部件,对于水电解制氢的性能、效率、寿命和成本起着关键性的作用。电解水制氢质子交换膜是电解槽膜电极的核心部件之一,为质子的迁移和输送提供通道,支撑阴阳极催化剂,同时起到阻隔产物氢气和氧气的作用,其性能与电解水制氢膜电极的性能密切相关。但目前使用的电解水制氢质子交换膜的阻抗较大、质子传导较弱,降低了电解水制氢膜电极的性能。


技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:包括聚合物基体及在聚合物基体中均匀分布的有机框架材料;所用聚合物基体和有机框架材料的质量比为1:(0.01-0.1)。

2.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述复合聚合物质子交换膜的厚度为10~50微米。

3.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述聚合物基体为H型全氟磺酸树脂、磺化聚醚醚酮中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述有机框架材料是由有机配体通过分子间氢键作用组装而成的具备...

【技术特征摘要】

1.一种有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:包括聚合物基体及在聚合物基体中均匀分布的有机框架材料;所用聚合物基体和有机框架材料的质量比为1:(0.01-0.1)。

2.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述复合聚合物质子交换膜的厚度为10~50微米。

3.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述聚合物基体为h型全氟磺酸树脂、磺化聚醚醚酮中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述有机框架材料是由有机配体通过分子间氢键作用组装而成的具备高比表面积、多孔可调的高度有序结构纳米材料。

5.根据权利要求1所述的有机框架材料复合聚合物质子交换膜,其特征在于:所述有机框架材料的制备具体是将3,5-二氨基-1h-1,2,4-三氮唑或4,4',4",4"'-(9h-咔唑-...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜荣郅危以信唐艺洋
申请(专利权)人:福建师范大学
类型:发明
国别省市:

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