科创中国
一种复合缺陷型金属有机框架凝胶质子传导材料及其制备方法
发布时间: 2022-12-10
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
一种复合缺陷型金属有机框架凝胶质子传导材料及其制备方法。本发明属于复合材料和功能材料技术领域。本发明的目的在于解决现有质子传导材料在中高温条件下质子传导率大幅下降的技术问题。产品：由质子型载体分子、缺陷调节剂和金属有机框架凝胶制备而成。方法：一、将金属盐与有机连接体分别溶于溶剂，然后将二者的溶液混合；二、加入缺陷调节剂和质子型载体分子，搅拌均匀后反应；二、去除反应溶剂，固化，得到凝胶块状材料；三、用溶剂冲洗，去除可溶性组分，然后干燥，得到复合缺陷型金属有机框架凝胶质子传导材料。本发明的金属有机框架凝胶材料的合成方法简单，不仅提升了材料的质子传导性能，还具有良好的稳定性。
成果亮点
离子传导体是电池或电传感器件等设备的组成部分。其中，质子传导体是以氢离子作为载流子，在氢燃料电池或氢气传感器等领域被广泛地研究。例如，燃料电池用的质子传导体要满足在低湿度(<50％相对湿度)和高温(>80℃)条件下具有高的质子传导速率，且具有易生产和耐热性。目前，人们对已商业化的全氟磺酸化的高分子膜传导材料研究的比较深入，其中以Nafion膜为突出代表；但Nafion膜需要在完全水合的条件下使用，且工艺复杂，生产成本高，在温度超过85℃时，质子传导率会大幅降低；以硅酸盐为主成分，添加少量磷酸，通过溶胶凝胶法制造的多孔玻璃显示了高的传导率；最近，高温低湿度依赖性的质子导体材料扩展到多孔固体材料(例如：分子筛质导体材料、碳基质子导体材料)。
金属有机框架材料作为一种多孔材料，具有高的结晶性、结构可设计性、孔道可修饰性及高稳定性等优势，促使人们关注其在燃料电池和氢气传感器等领域的应用，
团队介绍
雷锋团队是由哈尔滨师范大学14级政治与行政学院的关明贺同学于2015年9月1日建立的学生自主创立的创业团队。在黑龙江福成科技有限公司的赞助下，旨在为江北的大学生服务，让大学生过上更好的大学生活。自创立以来，雷锋团队本着为同学服务的宗旨，解决大学生生活问题为核心，为大学生提供广大的创业机会。创立后不久已成为哈尔滨江北十余所大学院校人数最多、最有号召力和影响力的学生团队组织。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-15
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
1)本发明方法制备了宽温域低湿度质子传导材料，制备过程中通过原位掺杂将非挥发性的质子型载体分子负载到具有缺陷的框架凝胶中，可根据实际性能需要，采用不同缺陷调节剂和质子型载体分子结构类型来制备质子传导性能的传导材料。
2)本发明的金属有机框架凝胶材料的合成方法简单，且其具有双重功能，在充当载体同时，其中材料的缺陷还可提供质子传导的活性位点，不仅提升了材料的质子传导性能，还具有良好的稳定性。
3)本发明中的金属有机框架凝胶材料具有多孔有序结构，这会对质子型载体分子存在着限域效应，因此增加了其与骨架材料之间的作用力，从而使质子型载体分子在材料骨架中不会因为加热或处于潮湿环境下而流失。
查看更多>
微信公众号
下载app
Copyright © 2022 中国科学技术协会 版权所有 | 京ICP备16016202号-20
京公网安备 11010202008974号