一种原位聚合构建羟基共价锚定钴锰氧化物-耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的碱性电解水催化体系制造技术

本发明专利技术涉及碱性电解水制氢技术领域，具体涉及一种原位聚合构建羟基共价锚定钴锰氧化物‑耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的碱性电解水催化体系，所述催化体系包括耐溶胀聚芳醚腈无孔膜和钴锰氧化物催化剂；所述聚芳醚腈无孔膜由含羟基的双酚单体与二腈单体通过原位缩聚反应形成，主链含羟基(‑OH)；所述钴锰氧化物的分子式为CoxMnγO4(x:y＝1:2至2:1)，通过所述羟基与聚芳醚腈主链形成‑O‑Co/Mn共价键实现锚定；所述催化体系通过原位聚合一步法构建，钴锰氧化物均匀分散于膜中形成原子级结合界面。通过聚芳醚腈主链羟基与钴锰氧化物形成‑O‑Co/Mn共价键，实现催化剂与膜的原子级结合，解决传统物理负载中催化剂易脱落的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱性电解水制氢，具体涉及一种通过原位聚合实现羟基共价锚定钴锰氧化物与耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的复合催化体系，适用于高效稳定的碱性电解水全解反应。

技术介绍

1、碱性电解水制氢的核心瓶颈在于催化体系的界面兼容性与长期稳定性：传统体系中催化剂(如co3o4、mno2)与膜材料多为物理结合，易因电解液冲刷脱落(脱落率>5％)；膜材料(如聚砜)在碱性环境中溶胀率>8％，破坏离子传导通道；同时，催化剂团聚导致活性位点损失(比表面积<50m2/g)。现有技术无法同时解决“锚定强度-溶胀抑制-活性保持”的三角矛盾。

2、本专利技术通过原位聚合引入羟基官能团，使聚芳醚腈膜主链与钴锰氧化物形成-o-co/mn共价键，结合聚芳醚腈的刚性骨架抑制溶胀，实现催化活性与稳定性的协同提升。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种通过原位聚合实现羟基共价锚定钴锰氧化物与耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的复合催化体系。

2、一种原位聚合构建羟基共价锚定钴锰氧化物-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种原位聚合构建羟基共价锚定钴锰氧化物-耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的碱性电解水催化体系，其特征在于，所述催化体系包括耐溶胀聚芳醚腈无孔膜和钴锰氧化物催化剂；所述聚芳醚腈无孔膜由含羟基的双酚单体与二腈单体通过原位缩聚反应形成，主链含羟基(-OH)；所述钴锰氧化物的分子式为CoxMnγO4(x:y＝1:2至2:1)，通过所述羟基与聚芳醚腈主链形成-O-Co/Mn共价键实现锚定；所述催化体系通过原位聚合一步法构建，钴锰氧化物均匀分散于膜中形成原子级结合界面。

2.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述含羟基的双酚单体为4,4'-二羟基二苯醚(C12H10O3)，所述二腈单体为...

【技术特征摘要】

1.一种原位聚合构建羟基共价锚定钴锰氧化物-耐溶胀聚芳醚腈无孔膜的碱性电解水催化体系，其特征在于，所述催化体系包括耐溶胀聚芳醚腈无孔膜和钴锰氧化物催化剂；所述聚芳醚腈无孔膜由含羟基的双酚单体与二腈单体通过原位缩聚反应形成，主链含羟基(-oh)；所述钴锰氧化物的分子式为coxmnγo4(x:y＝1:2至2:1)，通过所述羟基与聚芳醚腈主链形成-o-co/mn共价键实现锚定；所述催化体系通过原位聚合一步法构建，钴锰氧化物均匀分散于膜中形成原子级结合界面。

2.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述含羟基的双酚单体为4,4'-二羟基二苯醚(c12h10o3)，所述二腈单体为2,6-二氟苯甲腈(c7h3f2n)。

3.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述聚芳醚腈无孔膜的重复单元结构为[-ph-o-ph-cn-ph-o-ph-oh-]n(ph为苯环，n为聚合度)，结构式如下式1，在1mol/lkoh溶液中的溶胀率＜3％。

4.根据权利要求1所述的催化体系，其特征在于，所述-o-co/mn共价键的键能为45-50kj/mol，键长为0.192nm；所述钴锰氧化物的粒径为10-15nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珊珊，路川，吕品，王飞，
申请(专利权)人：北京亿能氢源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：