[发明专利]一种改性杂多酸纳米材料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性杂多酸纳米材料的制备方法，其特征在于，包括将石墨相氮化碳和杂多酸通过水热法处理，将杂多酸固定在氮化碳上制备改性杂多酸纳米材料的步骤。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述杂多酸为磷钨酸、硅钨酸、磷钨酸水合物、硅钨酸水合物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将石墨相氮化碳分散于水中，室温下超声1h，得到悬浊液A；将杂多酸加入盐酸，得到混合液B，将悬浊液A、混合液B混合均匀后通过水热法处理。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述悬浊液A中石墨相氮化碳与水的比例为1g/15ml～1g/30ml，超声功率为400W～600W；所述盐酸的浓度为2mol/L；所述悬浊液A与混合液B体积比为(1-2)：1，所述石墨相氮化碳和杂多酸的混合质量比为1:1～1:10。

5.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述水热法处理的温度为：在水热釜中，先以1℃/min的升温速率升温到150℃，在150℃下放置24h，再将所得粉末从水热釜中取出，常压下先后置于60℃、120℃下分别热处理24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热法处理结束后，分别稀H₂SO₄和H₂O各离心清洗3次。

7.权利要求1所述制备方法制得的改性杂多酸纳米材料用于制备复合质子交换膜，其特征在于，将所述改性杂多酸纳米材料加入到SPEEK中，加入DMAc搅拌24h，将所得溶液抽真空排出气泡、干燥蒸发溶剂；然后将所得薄膜在稀H₂SO₄中浸泡6h，反复4次；最后洗净膜表面的H₂SO₄，放入去离子水浸泡24h，得到复合质子交换膜。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述改性杂多酸纳米材料加入量为改性杂多酸纳米材料与SPEEK质量之和的5％～20％，所述改性杂多酸纳米材料与SPEEK质量之和与DMAc质量比为1:10。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述干燥的方式为先在80℃下干燥24h，再在80℃下真空干燥24h。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述复合质子交换膜电导率数量级达到10^-1S/cm，且电导率稳定30天不变。