[發明專利]MOF材料及其制備方法、質子交換膜及其制備方法以及燃料電池

有效

• 申請號: 202110955152.7
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113782760B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 馬海慶;賀迪華;肖森林;馬杰
• 申請（專利權）人: 深圳氫時代新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/023
• 分類號: H01M8/023;H01M8/0232;H01M8/0243
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 田麗麗

1.一種MOF材料的制備方法，其特征在于，包括以下過程：

將金屬鈷鹽、去甲駱駝蓬堿和甲基-(5-甲基-異惡唑-3-基)-胺混合于溶劑中，得混合液，其中，所述金屬鈷鹽為可溶性金屬鈷鹽；所述混合液中，所述金屬鈷鹽的濃度為0.001mol/L~0.02 mol/L，所述去甲駱駝蓬堿的濃度為0.001 mol/L~0.015 mol/L，所述甲基-(5-甲基-異惡唑-3-基)-胺的濃度為0.001 mol/L~0.02 mol/L；所述金屬鈷鹽、所述去甲駱駝蓬堿和所述甲基-(5-甲基-異惡唑-3-基)-胺的摩爾比為0.04~0.8：0.04~0.6：0.04~0.8；

將所述混合液置于密閉空間進行溶劑熱反應，冷卻后得所述MOF材料；

所述MOF材料的分子式為CoA₂B₂，其中，A為所述去甲駱駝蓬堿，B為所述甲基-(5-甲基-異惡唑-3-基)-胺。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水，所述混合液呈堿性；

所述混合液的體積為所述密閉空間體積的70%~90%，所述溶劑熱反應的溫度為350 K~600K，所述溶劑熱反應的時間為1天~10天；

所述冷卻的冷卻速率為1 K/h~ 10 K/h。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鈷鹽為CoCl₂，所述混合液的pH值為8~10。

4.一種MOF材料，其特征在于，由權利要求1~3中任意一項所述的制備方法制得。

5.一種質子交換膜，其特征在于，包括聚合物基底和分散于所述聚合物基底中的如權利要求4所述的MOF材料。

6.根據權利要求5所述的質子交換膜，其特征在于，所述聚合物基底為PSS；所述MOF材料的質量占所述質子交換膜的總質量的1%~5%。

7.一種質子交換膜的制備方法，其特征在于，包括以下過程：

提供聚合物基底的漿料；

提供如權利要求4所述的MOF材料；

將所述MOF材料分散于所述聚合物基底的漿料中，得所述質子交換膜的漿料，固化所述漿料，得所述質子交換膜。

8.一種燃料電池，其特征在于，包括如權利要求5~6中任意一項所述的質子交換膜。

9.根據權利要求8所述的燃料電池，其特征在于，所述燃料電池為直接甲醇燃料電池。