[發明專利]一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜及制備方法

在審

• 申請號: 201810040838.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108199066A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1018
• 分類號: H01M8/1018;H01M8/1072
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，具體過程為：

（1）將含質子酸基團的鹽類與對苯二胺混合，加熱至一定溫度，質子酸基團攻擊對苯二胺的2^#位，發生親核取代反應，在2^#位接枝上質子酸基團；

（2）將步驟（1）得到的質子酸基團取代的對苯二胺與含醛基的苯酚混合，然后加入有機酸作為助劑，在一定的溫度下進行配位加成反應，使胺基與環碳的羥基脫水結合形成柱狀空心結構，同時空心柱內壁形成大量的酸配體；

（3）將步驟（2）配位加成反應的產物進行水浴加熱，然后過濾、洗滌、烘干，再溶于乙醇中，并加入成膜劑配成漿體，通過物理方法成型為膜材，即為可用于燃料電池的共價有機骨架質子交換膜。

2.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述含質子酸基團的鹽類為亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、磷酸二氫鈉或磷酸二氫鉀中的一種；所述含質子酸基團的鹽類與對苯二胺混合的摩爾比為1.05:1~1.1:1。

3.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述親核取代反應的溫度為70~80℃，反應時間為12~14h。

4.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述含醛基的苯酚為1，3，5-三醛基苯六酚或1，4-二醛基苯六酚中的一種；所述有機酸選用乙酸、一氯乙酸或二氯乙酸中的至少一種。

5.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）中質子酸基團取代的對苯二胺、含醛基的苯酚與有機酸的摩爾比為（3~3.2）:（1~1.05）:1。

6.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述配位加成反應的溫度為35~45℃，反應時間為280~320min。

7.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述水浴加熱的溫度為80~100℃，時間為160~200min；所述成型方法采用流延成膜、壓延成膜中的一種。

8.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述成膜劑為丙烯酸樹脂、丁二烯樹脂或聚氨酯樹脂中的一種。

9.根據權利要求1所述一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜的制備方法，其特征在于：步驟（3）漿體中，按重量份計，其中：配位加成產物40~50份、乙醇48~59份、成膜劑1~2份。

10.權利要求1-9任一項所述方法制備得到的一種燃料電池共價有機骨架質子交換膜。