一种IL-MOF改性的OPBI类高温质子交换膜的制备方法及其应用技术

一种IL‑MOF改性的OPBI类高温质子交换膜的制备方法及其应用，属于质子交换膜领域。所述质子交换膜包括含有易于形成氢键的六氟磷酸阴离子的离子液体和作为骨架支撑的MOF纳米结构。所述的IL选自1‑乙基3‑甲基咪唑六氟磷酸盐和1‑胺乙基‑3甲基咪唑六氟磷酸盐；所述的MOF选自ZIF‑8和ZIF‑90。具体制备方法主要为将MOF粉末和离子液体加入到OPBI聚合物溶液中，待其搅拌混合均匀后，将其浇铸到玻璃板上，在一定温度下使溶剂挥发后，即得到IL‑MOF改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜。本发明专利技术的制备方法简单高效，所制备的质子交换膜具备优异的质子传导能力，并且同时具有良好的尺寸稳定性和机械强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于质子交换膜领域，具体涉及一种通过il-mof材料改性的聚苯并咪唑高温质子交换膜的制备方法及其应用。

技术介绍

1、基于氢能源的燃料电池目前被认为是实现能源安全、可靠、高效和可持续发展的有效技术方案之一。质子交换膜燃料电池(pemfc)是氢能的核心应用场景之一，具有能量转换效率高、零排放零污染、功率密度高、运行安静、冷启动快等优点，有望替代目前常用的能量转化装置，成为分散电站、车用动力电源以及可移动电源的理想候选电源，具有非常高的商业价值。质子交换膜(pem)是pemfc的核心部件，在电池中起着质子传导，隔绝电子、燃料和氧化剂的作用，其性能很大程度上决定了燃料电池的性能。高性能的pem一般应具备以下特点：高的质子传导性，高阻燃料渗透性，高氧化稳定性，良好的机械稳定性和优异的耐久性。

2、目前典型的pem为全氟磺酸(pfsa)膜，其中美国杜邦公司生产的nafion膜是pfsa膜中性能最为突出的代表。nafion膜的质子传递需要依赖于水分子，膜中水含量越大，质子传导率就越高。但是，nafion膜存在一些问题，如运行温度仅限于中低温，必须本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种IL-MOF改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜包括改性剂、聚苯并咪唑聚合物；其中改性剂包括含有亲酸性的咪唑基团、易于形成氢键的六氟磷酸阴离子的离子液体(IL)和作为骨架支撑的MOF纳米结构；

2.按照权利要求1所述的一种IL-MOF改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，聚苯并咪唑选自OPBI聚合物。

3.按照权利要求1或2所述的一种IL-MOF改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，MOF添加量为质子交换膜总量的4-12wt％，所述IL添加量为质子交换膜总量的10-50wt％。

4.制备权利要求1-3任一...

【技术特征摘要】

1.一种il-mof改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜包括改性剂、聚苯并咪唑聚合物；其中改性剂包括含有亲酸性的咪唑基团、易于形成氢键的六氟磷酸阴离子的离子液体(il)和作为骨架支撑的mof纳米结构；

2.按照权利要求1所述的一种il-mof改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，聚苯并咪唑选自opbi聚合物。

3.按照权利要求1或2所述的一种il-mof改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜，其特征在于，mof添加量为质子交换膜总量的4-12wt％，所述il添加量为质子交换膜总量的10-50wt％。

4.制备权利要求1-3任一项所述的il-mof改性的聚苯并咪唑类高温质子交换膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的有机溶剂选自n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮中的一种或几种，且使聚合物溶液浓度为4-12wt％。

【专利技术属性】
技术研发人员：范红玮，豆梦晴，刘媛媛，孟洪，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：