[发明专利]金属有机框架结构及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池有效
| 申请号： | 202110851623.X | 申请日： | 2021-07-27 |
| 公开（公告）号： | CN113527706B | 公开（公告）日： | 2022-07-12 |
| 发明（设计）人： | 肖森林;宁伟;马海庆;马杰 | 申请（专利权）人： | 深圳氢时代新能源科技有限公司 |
| 主分类号： | C08G83/00 | 分类号： | C08G83/00;H01M8/1048;H01M8/1067;H01M8/1081;H01M8/124 |
| 代理公司： | 深圳中细软知识产权代理有限公司 44528 | 代理人： | 田丽丽 |
| 地址： | 518000 广东省深*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 金属 有机 框架结构 及其 制备 方法 质子 交换 以及 燃料电池 | ||
本发明公开了一种金属有机框架结构及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池，金属有机框架结构，其分子式为A4(Etz)4(OX)2·2H2O，其中，所述OX为草酸，所述Etz为3‑乙基‑1,2,4‑三氮唑，所述A为二价过渡金属元素。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结构。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结构及其制备方法、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结构及其制备方法、质子交换膜及其制备方法以及燃料电池，通过金属有机框架结构固定杂环化合物，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：
一种金属有机框架结构，其特征在于，其分子式为A4(Etz)4(OX)2·2H2O，其中，所述OX为草酸，所述Etz为3-乙基-1,2,4-三氮唑，所述A为二价过渡金属元素。
本发明还公开了上述金属有机框架结构的制备方法，包括以下过程：
将草酸、3-乙基-1,2,4-三氮唑和二价过渡金属元素的可溶性盐溶解于水中，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结构。
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结构，所述金属有机框架结构的分子式为A4(Etz)4(OX)2·2H2O，其中，所述OX为草酸，所述Etz为3-乙基-1,2,4-三氮唑，所述A为二价过渡金属元素。
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；
提供金属有机框架结构，所述金属有机框架结构的分子式为A4(Etz)4(OX)2·2H2O，其中，所述OX为草酸，所述Etz为3-乙基-1,2,4-三氮唑,所述A为二价过渡金属元素；
将所述金属有机框架结构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：
本发明实施例通过合成分子式为Cd4(Etz)4(OX)2·2H2O的金属有机框架结构，将具有质子传导性的杂环化合物Etz封装于金属有机框架结构的特定位置，形成稳定的质子传输通道，不仅避免杂环化合物Etz浸出，而且提高燃料电池的质子传导率。
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