一种缺陷工程改性MOFs复合全氟磺酸质子交换膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种缺陷工程改性MOFs复合全氟磺酸质子交换膜的制备方法及应用。本发明专利技术通过全氟磺酸树脂与微波辅助合成的缺陷双磺酸基团MOFs制备的复合质子交换膜，以简易高效方式实现了质子交换膜的高导电率和良好稳定性。微波辐射具有强大能量，能加快反应速度，部分金属簇没有及时和配体配位，在MOFs中产生丰富缺陷。带有适当结构缺陷的MOFs可增加孔道体积，形成促进质子传导的特殊位点，通过吸附水分子或功能基团形成氢键网络，显著提升质子传输效率。同时，磺酸根基团也为质子传导提供质子源及构建吸附水分子的氢键通道。MOFs纳米填料与全氟磺酸聚合物具有良好相容性，确保了复合膜良好机械性能、热稳定性和质子稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氢气制备，具体涉及一种缺陷工程改性mofs复合全氟磺酸质子交换膜的制备方法及应用。

技术介绍

1、随着科技的不断进步和世界人口的持续增加，环境污染、能源危机与经济发展之间的矛盾日益严重，人类社会所面临着的可持续发展难题也将日益严峻。国际上的能源专家预言，世界能源总消耗量至少将会在接下来的年时间内增长一倍，为有效防止能源短缺的进一步加重甚至枯竭，一种能够维持社会资源可持续发展的清洁、高效的新能源的研究和开发将成为等待解决的问题之一。而全氟质子膜所具有的优良的电化学以及热稳定等性能，使它被广泛应用于膜电极材料、电吸附脱盐海水淡化领域、氯碱工业的隔膜材料以及电解水制氢装置的核心材料，特别是21世纪逐渐被认为是氢能的世纪。而对于全氟磺酸质子膜在电解水制氢技术中应用的研究也将对氢能的开发利用起到积极的推动作用。

2、电解水制氢是一项将电能转换为化学能的重要技术。电解水制氢技术可以分为三类，碱水电解制氢(awe)、质子交换膜电解制氢(pemwe)和高温固体氧化物电解制氢（soec）。pemwe由于具有电解电流密度高、运行中可进行电化学压缩、气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种缺陷工程改性MOFs复合全氟磺酸质子交换膜的制备方法，包括下述步骤：

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，所述配体为对巯基对苯二甲酸；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述微波反应器的功率为100-200 W，微波反应的温度为100-150℃，微波反应的时间为30-60min。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述过氧化氢溶液的质量分数为20-50%；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中...

【技术特征摘要】

1.一种缺陷工程改性mofs复合全氟磺酸质子交换膜的制备方法，包括下述步骤：

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，所述配体为对巯基对苯二甲酸；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述微波反应器的功率为100-200 w，微波反应的温度为100-150℃，微波反应的时间为30-60min。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述过氧化氢溶液的质量分数为20-50%；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述稀硫酸溶液的浓度为0.01-0.05 mol/l，所述固体与稀硫酸溶液的质量比为1:200-...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙幸幸，诸晓东，傅俊杰，许威龙，陈嘉言，张晓灿，王贵雯，
申请(专利权)人：上海华谊三爱富新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：