[发明专利]金属有机框架材料及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池

说明书

本发明公开了一种金属有机框架材料及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池，金属有机框架材料，其分子式为(NH₄)₄[TcMo₂(OX)₆(Atz)₂]₃，其中，所述OX为草酸，所述Atz为3‑氨基‑1,2,4‑三氮唑，质子交换膜，包括聚合物基底和分散于所述聚合物基底中的上述金属有机框架材料。本发明制得的质子交换膜可以在高温和无水条件下实现高质子传导率、低甲醇渗透率以及良好的化学和热稳定性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种金属有机框架材料及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池。

背景技术

在100℃以上的温度下具有高质子传导性的新型高温质子交换膜可以消除燃料电池面临的一些严重问题。

将杂环化合物(例如咪唑等)引入聚合物形成的高温质子交换膜成为近年研究的热点，因为，杂环化合物可以在100℃以上的高温环境下传导质子。但是，杂环化合物分子结构小，易浸出，导致燃料电池工作时质子传导率持续下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种金属有机框架材料及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池，通过金属有机框架材料固定杂环化合物，防止杂环化合物浸出，以及提高燃料电池的质子传导率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种金属有机框架材料，其特征在于，其分子式为(NH₄)₄[TcMo₂(OX)₆(Atz)₂]₃，其中，所述OX为草酸，所述Atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑。

本发明还公开了上述金属有机框架材料的制备方法，包括以下过程：

将草酸、3-氨基-1,2,4-三氮唑、高锰酸铵、可溶性锝盐和可溶性钼盐溶解于溶剂中，得反应溶液；

将所述反应溶液置于密闭空间进行溶剂热反应，得到所述金属有机框架材料。

本发明还公开了一种质子交换膜，包括聚合物基底和分散于所述聚合物基底中的金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的分子式为(NH₄)₄[TcMo₂(OX)₆(Atz)₂]₃，其中，所述OX为草酸，所述Atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑。

本发明还公开了一种质子交换膜的制备方法，包括以下过程：

提供聚合物基底的浆料；

提供金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的分子式为(NH₄)₄[TcMo₂(OX)₆(Atz)₂]₃，其中，所述OX为草酸，所述Atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑；

将所述金属有机框架材料分散于所述聚合物基底的浆料中，得所述质子交换膜的浆料，固化所述质子交换膜的浆料，得所述质子交换膜。

本发明还公开了一种包括上述质子交换膜的燃料电池。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：