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一種有機(jī)-無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法與流程

文檔序號(hào):41951171發(fā)布日期:2025-05-16 14:11閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種有機(jī)-無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法,其特征在于,以多孔納米纖維墊為起始物,經(jīng)聚多巴胺表面處理得到聚多巴胺包覆的多孔納米纖維墊;然后將金屬有機(jī)框架原位生長(zhǎng)在聚多巴胺包覆的多孔納米纖維表面,得到金屬有機(jī)框架修飾的多孔納米纖維;再經(jīng)離子液體表面改性得到離子液體-金屬有機(jī)框架功能化多孔納米纖維;最后將磺化芳族聚合物經(jīng)溶液浸漬填充進(jìn)離子液體-金屬有機(jī)框架功能化的多孔納米纖維的孔隙中得到所述有機(jī)-無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜,所述多孔納米纖維墊為多股納米纖維交織形成的多孔墊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述納米纖維為聚偏氟乙烯電紡纖維、聚四氟乙烯電紡纖維、聚酰亞胺電紡纖維、聚丙烯腈電紡纖維中的任一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括如下步驟:

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述純化后的多孔納米纖維墊與鹽酸多巴胺的質(zhì)量比為0.88-1.76:0.8;和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述離子液體的制備方法如下:向咪唑/無(wú)水乙醇溶液中緩慢加入與咪唑相同摩爾數(shù)的1,3-丙磺酸內(nèi)酯,室溫下攪拌18~24h,然后將反應(yīng)溶液過(guò)濾,用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌,得到的白色沉淀物在60~80℃真空烘箱中干燥18~24h,得到離子液體。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,tris-hcl緩沖液的濃度為1~10mmol/l,ph為8.0~9.0;鹽酸多巴胺和緩沖液之間的比例為2mg:1ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中在室溫下機(jī)械攪拌的時(shí)間為12~24h。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,zn(no3)2·6h2o/甲醇溶液中zn(no3)2·6h2o的用量為7~11mg/ml;2-甲基咪唑/甲醇溶液的濃度為8~12mg/ml;所述zn(no3)2·6h2o/甲醇溶液與2-甲基咪唑/甲醇溶液的體積比為1:1;和/或

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)中所述干燥為:先在40℃干燥24h,然后在80℃繼續(xù)干燥24h。

10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法得到的有機(jī)-無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜在制備直接甲醇燃料電池中的應(yīng)用。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域,具體公開(kāi)了一種有機(jī)?無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法。該制備方法包括以下步驟:1)通過(guò)聚多巴胺對(duì)多孔納米纖維的表面進(jìn)行親水化處理;2)在聚多巴胺處理后的多孔纖維上原位生長(zhǎng)金屬有機(jī)框架(ZIF?8);3)使用離子液體對(duì)生長(zhǎng)在多孔纖維表面的金屬有機(jī)框架進(jìn)行表面改性;4)配制磺化芳族聚合物填充液,對(duì)離子液體?金屬有機(jī)框架功能化的多孔納米纖維基底進(jìn)行浸漬填充,烘干后置于稀硫酸溶液中進(jìn)行離子交聯(lián),得到有機(jī)?無(wú)機(jī)納米纖維復(fù)合質(zhì)子交換膜。本發(fā)明制備的復(fù)合質(zhì)子交換膜具有優(yōu)異的質(zhì)子電導(dǎo)率和機(jī)械性能,在直接甲醇燃料電池中具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員:龔春麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者:上海弗研科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/15
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