[发明专利]氨基功能化的棒状金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于氨基功能化的棒状金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将金属盐和氨基功能化的配体加入反应溶剂中，超声，使其充分溶解，形成前驱体溶液；将所得前驱体溶液在50 ~ 280 ℃的条件下进行溶剂热反应4-74 h，离心分离出产物，将所得产物先用反应溶剂清洗，再用低沸点溶剂清洗；然后在30 ~ 140 ℃的真空烘箱中干燥0.5 ~ 30 h，即得到氨基功能化的棒状金属有机骨架，记为R-MOF-NH₂；

（2）往聚合物溶液中加入R-MOF-NH₂，超声，使其分散均匀得到铸膜液，将该铸膜液涂覆成膜后置于50 ~ 80 ℃烘箱中，升温至110 ~ 150 ℃，然后再保持12 ~ 36 h；最后该杂化膜经双氧水溶液和酸浸泡，即得到R-MOF-NH₂改性的聚合物杂化质子交换膜；

其中，所述的金属盐为过渡金属盐或镧系金属盐中的一种，或其中几种的混合物，氨基功能化的配体为氨基芳香羧酸或氨基含氮杂环化合物中的一种，或其中几种的混合物，金属盐和配体的摩尔比为1:16 ～ 16:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的反应溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、四氢呋喃、吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种，或其中几种的混合溶剂。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的低沸点溶剂为CH₃OH、C₂H₅OH、CHCl₃、CH₂Cl₂、CH₃Cl、丙酮、丁酮中的一种，或其中几种的混合物。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的聚合物溶液为全氟磺酸树脂、磺化聚醚醚酮、磺化聚苯并咪唑或磺化聚酰亚胺的均相溶液中的一种，所述的聚合物溶液的浓度为1 wt% ~ 40 wt%，所述的聚合物溶液的溶剂为使得上述聚合物形成均相溶液的溶剂。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的升温速率小于0.5 ℃/min。

6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的经双氧水溶液和酸浸泡，双氧水的浓度为2 ~ 10 wt%，酸为1 ~ 4 mol/L的盐酸、硫酸或磷酸的一种，或其中几种的混合物。

7.一种由权利要求1-6之一制备方法制备得到的基于氨基功能化的棒状金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜。