[發明專利]一種改性雜多酸納米材料的制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910367825.X
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110120539A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 林俊;翟紹雄;宋浩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01M8/1016
• 分類號: H01M8/1016;H01M8/1069;H01M8/124;B82Y30/00;B82Y40/00;C08J7/14;C08J5/22;C08L61/16;C08K9/02;C08K3/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種改性雜多酸納米材料的制備方法，其特征在于，包括將石墨相氮化碳和雜多酸通過水熱法處理，將雜多酸固定在氮化碳上制備改性雜多酸納米材料的步驟。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雜多酸為磷鎢酸、硅鎢酸、磷鎢酸水合物、硅鎢酸水合物中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，將石墨相氮化碳分散于水中，室溫下超聲1h，得到懸濁液A；將雜多酸加入鹽酸，得到混合液B，將懸濁液A、混合液B混合均勻后通過水熱法處理。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述懸濁液A中石墨相氮化碳與水的比例為1g/15ml～1g/30ml，超聲功率為400W～600W；所述鹽酸的濃度為2mol/L；所述懸濁液A與混合液B體積比為(1-2)：1，所述石墨相氮化碳和雜多酸的混合質量比為1:1～1:10。

5.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述水熱法處理的溫度為：在水熱釜中，先以1℃/min的升溫速率升溫到150℃，在150℃下放置24h，再將所得粉末從水熱釜中取出，常壓下先后置于60℃、120℃下分別熱處理24h。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水熱法處理結束后，分別稀H₂SO₄和H₂O各離心清洗3次。

7.權利要求1所述制備方法制得的改性雜多酸納米材料用于制備復合質子交換膜，其特征在于，將所述改性雜多酸納米材料加入到SPEEK中，加入DMAc攪拌24h，將所得溶液抽真空排出氣泡、干燥蒸發溶劑；然后將所得薄膜在稀H₂SO₄中浸泡6h，反復4次；最后洗凈膜表面的H₂SO₄，放入去離子水浸泡24h，得到復合質子交換膜。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述改性雜多酸納米材料加入量為改性雜多酸納米材料與SPEEK質量之和的5％～20％，所述改性雜多酸納米材料與SPEEK質量之和與DMAc質量比為1:10。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述干燥的方式為先在80℃下干燥24h，再在80℃下真空干燥24h。

10.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述復合質子交換膜電導率數量級達到10^-1S/cm，且電導率穩定30天不變。