一种共价有机框架质子交换膜及其制备方法和高温质子交换膜燃料电池技术

本公开提供了一种共价有机框架质子交换膜及其制备方法和高温质子交换膜燃料电池。所述制备方法包括将5‑溴甲基‑间苯二甲酸二甲酯、三甲胺分散于醇中得反应液，水浴、旋蒸得第一中间体；将第一中间体分散于水合肼/乙醇混合液、80～100℃反应24～48h，重结晶、得第二中间体；将第二中间体和氯化银分散于水，80～100℃、惰性气反应10h，得季铵型胺单体；将季铵型胺单体和冰乙酸溶水得胺单体溶液；将均苯三甲醛和1,4‑二氧六环溶于均三甲苯得醛单体溶液；将醛单体溶液加入胺单体溶液上方得界面聚合反应体系，于16～40℃反应7天，过滤得纳米片分散液；分散液滴加于抽滤容器，真空抽滤成膜，而后加入磷酸溶液使磷酸分子进入膜内，得共价有机框架质子交换膜。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及质子交换膜材料制备，尤其涉及一种共价有机框架质子交换膜及其制备方法和高温质子交换膜燃料电池。

技术介绍

1、高温质子交换膜燃料电池具有较高的co耐受性、高的动力学反应速率、简便水热管理等优势而备受关注。商业化的nafion膜等在高温低湿或无水条件下水分子迅速散失、质子解离能力及质子传递通道连通性显著降低，质子传导率下降2-3个数量级，因此目前商业化的nafion膜无法适用于高温低湿或无水条件。

2、为提升高温低湿或无水条件下的质子传导率，通常采用提升膜保水能力、负载低挥发性质子载体(离子液体、磷酸)等策略提升膜的质子传导率。磷酸分子具有较低的真空解离能，与碱性聚合物络合成为制备高温质子交换膜的有效途径。如，磷酸掺杂聚苯并咪唑膜(pbi)由于具有优异的热稳定性和化学稳定性、良好的力学性能和质子传导能力，是目前用于高温燃料电池的主要质子交换膜类型。然而，pbi可加工性较差，增加磷酸负载量会导致膜强度下降，制约质子传导率进一步提升。为提升高温状态下磷酸负载质子交换膜的质子传导率和稳定性，需要具备连通的质子传递通道及其与磷酸分子强作用力。高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种共价有机框架质子交换膜的制备方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述5-溴甲基-间苯二甲酸二甲酯与三甲胺的质量体积比为4～8g：6～12ml；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述第一中间体与水合肼溶液的质量体积比为4～6g：9～11ml；其中所述水合肼溶液的浓度为20％～40％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述第二中间体与氯化银的质量比为1.56：0.64～1.92。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种共价有机框架质子交换膜的制备方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述5-溴甲基-间苯二甲酸二甲酯与三甲胺的质量体积比为4～8g：6～12ml；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述第一中间体与水合肼溶液的质量体积比为4～6g：9～11ml；其中所述水合肼溶液的浓度为20％～40％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述第二中间体与氯化银的质量比为1.56：0.64～1.92。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述季铵型胺单体和均苯三甲醛的摩尔比为3:2～1:2。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜忠义，逄霄，吴洪，王辉，史本兵，刘子文，
申请(专利权)人：天津大学浙江研究院，
类型：发明
国别省市：