[发明专利]MOF‑SO3H@GO改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体为磺酸根功能化的金属有机骨架和氧化石墨烯复合物改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备方法。本发明先制备得磺酸根功能化的金属有机骨架（MOF‑SO3H）和氧化石墨烯（GO）的复合物（MOF‑SO3H@GO），再将它们掺杂到聚合物中，得到磺酸根功能化的金属有机骨架和氧化石墨烯复合粒子杂化的聚合物杂化质子交换膜。该质子交换膜在高湿条件下具有优异的质子传导率，同时提高了杂化质子交换膜的燃料阻隔能力。因此，MOF‑SO3H@GO改性的聚合物杂化质子交换膜具有更加优越的选择性。本发明方法操作过程简单，制备条件温和，生产成本较低，便于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种基于磺酸根功能化的金属有机骨架和氧化石墨烯复合物改性的聚合物杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）配置0.01~100 mg/L的氧化石墨烯分散液；而后，加入合适配比的金属盐和含有磺酸根的配体，混合均匀；将上述体系置于30~250℃环境中6~240 h，然后，待其自然冷却；最后通过洗涤、离心步骤，得到磺酸根功能化的金属有机骨架修饰氧化石墨烯复合物，记为 MOF‑SO3H@GO；（2）往聚合物溶液中加入所需量的MOF‑SO3H@GO，分散均匀后得到铸膜液；将该铸膜液涂覆成膜后置于40~8℃烘箱中，保持6~24 h；而后，将烘箱温度升至80℃~150℃，保持6~24 h；最后，将该杂化膜经酸浸泡，得到MOF‑SO3H@GO改性的聚合物杂化质子交换膜；其中，所述的金属盐为过渡金属盐或镧系金属盐中的一种，或其中几种的混合物，磺酸根功能化的配体为磺酸化芳香羧酸或磺酸化含氮杂环化合物中的一种，或其中几种的混合物。