[发明专利]一种金属有机骨架改性纳米纤维质子交换膜的制备方法

权利要求书

1.一种金属有机骨架改性纳米纤维质子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)静电纺和静电喷溶液的配制：将质子传导聚合物加入极性溶剂中，搅拌溶解得一定浓度的静电纺溶液；将同样的聚合物与金属有机骨架以一定质量比溶于极性溶剂中，得静电喷溶液；

所述质子传导聚合物为全氟磺酸类、磺化聚苯乙烯及其衍生物类、磺化聚酰亚胺类、磺化聚苯并咪唑、磺化聚芳醚酮类和磺化聚砜类中的一种，所述极性溶剂为乙醇、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜和丙酮中的一种或几种，金属有机骨架材料为具有质子传导性能的Fe(ox)·2H₂O、(NH₄)[MnCr₂(ox)₆]·4H₂O、(HOC₂H₄)₂(dtoa)Cu、HKUST系列及其衍生物、UIO系列及其衍生物、MIL系列及其衍生物以及ZIF系列及其衍生物中的一种或几种，其中ox为草酸，dtoa是二硫草酰胺；

所述静电纺溶液中质子传导聚合物的浓度为10～35wt％；所述静电喷溶液中质子传导聚合物的浓度为5～15wt％，其中金属有机骨架的加入量为质子传导聚合物的1～30wt％，且保证静电喷溶液体积大于静电纺溶液体积；

(2)金属有机骨架纳米纤维质子交换膜的制备：将静电纺溶液加入注射器中，在适当的电压、挤出速度及接收距离下进行静电纺丝；同时，将静电喷溶液加入注射器中，在一定的电压，挤出速度及接收距离下进行静电喷雾，控制静电纺，静电喷过程的同步进行，收集得到复合膜，之后对膜进行后处理，最终得到金属有机骨架改性纳米纤维质子交换膜；

所述后处理方法为：将收集得到的复合膜在上述极性溶剂蒸汽氛围中加热15～60min，之后在80～120℃，10～15MPa条件下热压5～10min；

所述步骤(2)中静电纺的电压设置为10～25kV，挤出速度为1～2.5mL/h，接收距离为10～20cm；静电喷的电压为15～30kV，挤出速度0.4～2mL/h，接收距离为10～15cm；且保证静电纺速度大于静电喷速度。