[发明专利]一种取向型MOFs基阴离子交换膜、其制备方法及应用有效
| 申请号： | 201611122738.0 | 申请日： | 2016-12-08 |
| 公开（公告）号： | CN106711483B | 公开（公告）日： | 2019-06-21 |
| 发明（设计）人： | 徐铜文;伍斌;余东波 | 申请（专利权）人： | 中国科学技术大学 |
| 主分类号： | H01M8/1051 | 分类号： | H01M8/1051;H01M8/1069;H01M8/1072;B01D67/00;B01D71/06 |
| 代理公司： | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人： | 赵青朵 |
| 地址： | 230026 安*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 取向 纳米线 高分子聚合物 阴离子交换膜 有机配体 咪唑类 苄氯 苄溴 制备 高分子聚合物反应 碱性阴离子交换膜 电池性能测试 氢氧根离子 传导效率 基团反应 碱稳定性 金属离子 取向排列 燃料电池 一维线性 咪唑基团 成膜性 耐碱性 应用性 钴离子 长链 应用 传递 贯穿 | ||
1.一种取向型MOFs基阴离子交换膜，其特征在于，由取向型ZIF纳米线与高分子聚合物反应得到；所述取向型ZIF纳米线中的金属离子为钴离子；所述高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团。
2.根据权利要求1所述的取向型MOFs基阴离子交换膜，其特征在于，所述取向型ZIF纳米线中的有机配体为2-甲基咪唑。
3.根据权利要求1所述的取向型MOFs基阴离子交换膜，其特征在于，所述高分子聚合物选自聚氯甲基苯乙烯、氯甲基聚醚砜与溴甲基化聚苯醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的取向型MOFs基阴离子交换膜，其特征在于，所述取向型MOFs基阴离子交换膜的厚度为150～200μm。
5.一种取向型MOFs基阴离子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)在金属片表面生长取向型ZIF纳米线；所述取向型ZIF纳米线中的金属离子为钴离子；
S2)将生长有取向型ZIF纳米线的金属片浸泡于高分子聚合物溶液中，反应成膜后，得到取向型MOFs基阴离子交换膜；所述高分子聚合物溶液中的高分子聚合物含有苄氯基团或苄溴基团。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)具体为：
A)将金属片浸泡于第一反应液中，加热反应，得到生长有取向型碱式碳酸钴纳米线的金属片；所述第一反应液包括可溶性钴盐、氟化铵与尿素；
B)将所述生长有取向型碱式碳酸钴纳米线的金属片浸泡于第二反应液中，加热反应，得到生长有取向型ZIF纳米线的金属片；所述第二反应液包括咪唑类有机配体与碱性物质；所述碱性物质为包含氨基的有机碱或氨水。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中加热反应的温度为70℃～120℃；加热反应时间为8～15h；
所述步骤B)中加热反应的温度为70℃～120℃；加热反应时间为8～15h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物溶液中高分子聚合物的浓度为85～115g/L。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)中反应成膜的温度为40℃～60℃；反应成膜的时间为3～10h。
10.权利要求1～4任意一项所述的MOFs膜或权利要求5～9任意一项所制备的MOFs膜在碱性阴离子交换膜燃料电池中的应用。
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