[发明专利]一种高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料，其特征在于，其制备方法具体步骤如下：

1）按照摩尔比金属盐：膦酸-氮杂环芳香类配体：有机胺=0.1～10：1：0.2～5称取原料，备用；

2）将步骤1）称取的原料金属盐、膦酸-氮杂环芳香类配体、有机胺加入到溶剂中，于室温下进行搅拌，得到均匀的溶胶后转移至水热反应釜中进行水热反应，反应结束后将反应液降温至室温，使晶体析出，然后经过滤、洗涤、干燥得到高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料；

步骤1）所述金属盐为过渡金属的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、醋酸盐，或稀土镧系金属的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、醋酸盐中的一种，或其中几种的混合物，当金属盐为稀土镧系金属盐时，体系中加碱调节pH值至中性；

步骤1）所述膦酸-氮杂环芳香类配体为p4-（1H-吡唑）苯膦酸、3，5-二甲基-4-（1H-吡唑）苯膦酸、p4-（1,3,4-三氮唑）苯膦酸、p4-[(1,3,4-三氮唑-1-基)氨基]苯膦酸中的一种，或其中几种的混合物；

步骤1）所述有机胺为三乙胺、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N, N’-二乙基甲酰胺、二甲基胺、甲胺中的一种或几种混合物；

步骤2）所述水热反应条件为：在60～200℃下反应8～72h；

步骤2）降温速率为5℃/h。

2.根据权利要求1所述的高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料，其特征在于，步骤1）所述金属盐为Co（NO₃）₂·6H₂O、CoCl₂·6H₂O、CoSO₄·7H₂O、FeSO₄、FeCl₂、FeCl₃、Fe（NO₃）₃、CrCl₃、Cr（NO₃）₃、CdCl₂、CdSO₄、Cd（NO₃）₂、NiCl₂、NiSO₄、Ni（NO₃）₂、CuCl₂、CuSO₄、Cu（NO₃）₂、Cu（CH₃COO）₂、ZnCl₂、ZnSO₄、Zn（NO₃）₂、Zn（CH₃COO）₂·2H₂O、Ce（NO₃）₃·6H₂O、CeCl₃、Ce₂（SO₄）₃、Tb（NO₃）₃、TbCl₃、Eu（NO₃）₃·6H₂O、EuCl₃中的一种或其中几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料，其特征在于，步骤2）所述溶剂为蒸馏水，或醇类与蒸馏水的混合溶剂，其中醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种的混合物，混合溶剂中醇类与蒸馏水的体积比为醇类：蒸馏水=1：4～2：3。

4.根据权利要求1所述的高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料，其特征在于，步骤2）所述溶胶中膦酸-氮杂环芳香类配体浓度为0.02～0.1mol/L。

5.一种权利要求1-4任一项所述的高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）按照摩尔比金属盐：膦酸-氮杂环芳香类配体：有机胺=0.1～10：1：0.2～5称取原料，备用；

2）将步骤1）称取的原料金属盐、膦酸-氮杂环芳香类配体、有机胺加入到溶剂中，于室温下进行搅拌，得到均匀的溶胶后转移至水热反应釜中进行水热反应，反应结束后将反应液降温至室温，使晶体析出，然后经过滤、洗涤、干燥得到高温、低湿条件下适用的金属-有机骨架型质子导体材料。