一种磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，主要步骤是：用5‑氨基间苯二甲酸二甲酯、三氯化磷、水合肼反应合成3,5‑二肼羰基苯磷酸(Mbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;)；用Mbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;和Tp反应合成TpMbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;；将SPEEK和TpMbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;混合倒入N,N‑二甲基甲酰胺中得到铸膜液，倒于玻璃板上加热，待溶剂挥发后得膜。该方法通过TpMbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;中丰富且有序分布的‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;提供质子传递位点，促进质子的快速结合和解离，同时通过TpMbh‑PO<subgt;3</subgt;H<subgt;2</subgt;中丰富的孔道提供质子传递通道，促进质子的快速转移，从而实现高质子传导率。将本发明专利技术制备得到的质子交换膜用于燃料电池和电化学提纯压缩氢，具备较高的能量转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质子交换膜的制备方法，尤其涉及一种磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法。

技术介绍

1、当前，全球化石能源消耗量大，能源危机和环境问题日益严峻，可再生清洁低碳能源的开发和应用迫在眉睫。氢能来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染，因此，发展氢能产业势在必行。质子交换膜在氢能产业链(电解水制氢、电化学压缩储氢和燃料电池用氢)的电化学过程中发挥重要作用。开发同时具备高质子传导率和高机械强度的质子交换膜是保证电化学装置高效、长期稳定运行的关键。

2、目前，以全氟磺酸膜和磺化芳基聚合物膜为代表的聚合物膜是商用的质子交换膜，基于疏水骨架与亲水离子簇间微相分离形成的互连亲水纳米通道传递质子。然而，亲水离子簇含量提高带来质子传导率提高的同时，会导致机械强度降低。因此，聚合物膜存在质子传导率与机械强度相互制约的trade-off效应。这鼓励研究人员开发替代材料和激发混合策略。研究人员将金属氧化物、cnt、go等无机材料填充进聚合物基质中，以提高聚合物膜的机械强度。然而，由于无机填料缺乏质子传导基团，在聚合物基质中引入无机填料的策略对聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮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所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述TpMbh-PO3H2与磺化聚醚醚酮的质量比为3:50。

3.一种根据权利要求1或2所述制备方法得到的磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮质子交换膜，其特征在于，在80℃,100％RH下，质子传导率为280.0～555.7mS cm-1，机械强度为41.8～70.1MPa。

【技术特征摘要】

1.一种磷酸型共价有机框架掺杂磺化聚醚醚酮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所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述tpmbh-po3h2与磺化聚醚醚酮的质量比为3:50。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪，姜忠义，邢娜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：