CN113948746A - 一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 - Google Patents
一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113948746A CN113948746A CN202111187218.9A CN202111187218A CN113948746A CN 113948746 A CN113948746 A CN 113948746A CN 202111187218 A CN202111187218 A CN 202111187218A CN 113948746 A CN113948746 A CN 113948746A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- organic
- organic layer
- mof
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000012920 MOF membrane Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims abstract description 7
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 94
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 30
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 18
- 239000012923 MOF film Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 15
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 13
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 claims description 11
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical class NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical group [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 claims description 4
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfoxide Natural products CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 4
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC(C(Cl)=O)=CC(C(Cl)=O)=C1 UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 15
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- -1 ZIF-67 Substances 0.000 description 9
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 4
- 230000034655 secondary growth Effects 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013251 zeolitic imidazolate framework-71 Substances 0.000 description 4
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910007932 ZrCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910006213 ZrOCl2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003130 ZrOCl2·8H2O Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 3
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 2-aminoterephthalic acid Chemical compound NC1=CC(C(O)=O)=CC=C1C(O)=O GPNNOCMCNFXRAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAJJXHRQPLATMK-UHFFFAOYSA-N 4,5-dichloro-1h-imidazole Chemical compound ClC=1N=CNC=1Cl QAJJXHRQPLATMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013148 Cu-BTC MOF Substances 0.000 description 2
- 239000013177 MIL-101 Substances 0.000 description 2
- 239000013206 MIL-53 Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013207 UiO-66 Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 description 2
- PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-1h-imidazole Chemical compound CCC1=NC=CN1 PQAMFDRRWURCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007566 Zn-MOF Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013122 aluminium-based metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000013087 chromium-based metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000013082 iron-based metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910001456 vanadium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013094 zinc-based metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013096 zirconium-based metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L zirconyl chloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)=O IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用。该膜是在MOF膜表面制备有机层,所述的有机层为全氟磺酸层、磺化聚醚醚酮层、磺化聚醚砜层、聚酰胺层、聚酰亚胺层和聚多巴胺层中一种。本发明首次提供的一种制备过程简单,效果显著的保护策略,可有效提升MOF隔膜的稳定性,对进一步促进MOF膜实际应用于钒氧化还原液流电池(VFB)具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及电池膜领域,具体涉及一种提升用于全钒液流电池金属有机骨架晶体膜稳定性的方法,属于VFB膜技术领域。
背景技术
近年来,化石燃料消费量的快速增长以及随之而来的环境污染问题,极大推动了清洁、可再生能源的开发与利用。然而,诸如太阳能、风能等二次具有不连续、不稳定、不可控等问题,限制了其进一步的开发利用。为了充分利用这些可再生能源,开发安全高效的大规模储能技术以成为重要的研究方向。在众多储能技术中,钒氧化还原液流电池(VFB)作为一种新型的电化学储能技术,因为正负极使用同种元素的电解液,避免了电解液交叉污染等问题,成为了目前商业化进程最快的能源储存的设备。
液流电池主要由电极、电解液、电池隔膜三大部分组成,主要是通过循环泵,使正负极不同价态的钒离子电解液,在储液罐和极室间循环流动,并在电极上发生氧化还原反应,以此为来达到电能的储存和释放的。而隔膜是VFB系统的一个关键组成部分,其性能的优劣直接影响到VFB最终的电池性能好坏。因此,理想的隔膜应当具有:质子传导率高、离子选择性好,化学稳定性好等特点。目前,经过研究人员进行了大量的研究,已经开发出一系列的可应用于VFB的电池隔膜,根据膜的传质方式,可将隔膜分为离子交换膜以及多孔膜两大类。相比于传统的离子交换膜,基于“尺寸筛分”原理的多孔膜可以实现更加优异的离子筛分而备受关注。在前期的工作中,我们利用金属有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)通过自组装在α-Al2O3多孔载体上制出MOF多晶膜,并成功的应用于VFB,归因于亚纳米的孔道结构与丰富的氢键网络,MOF膜实现了更高的传质分离性能。
然而,受MOF材料自身的限制,金属配位配位键易受到H+的攻击,从而配体质子化然后从金属节点上解离,导致膜层的不稳定,逐渐崩坏,电池性能明显下降。因此,为进一步提升MOF隔膜的稳定性,我们首次提出一种操作简单的后修饰策略,即在MOF膜层表面制备一层有机层,有机层的存在避免了电解液与膜的直接接触,可大大增强MOF膜的稳定性。同时,该方法可有效修复制备过程中膜面存在的针孔,裂纹等缺陷,从而进一步提高阻钒性能。此外,通过调控制备手法,可有效调控有机层的厚度,超薄的有机层对MOF膜层质子的传递影响可忽略不计。
发明内容
本发明是针对上述存在的技术问题提供一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用。
本发明的目的,首次提出一种保护用于全钒液流电池金属有机骨架晶体膜的策略。
一种带有有机层的金属有机骨架膜,金属有机骨架晶体膜以α-Al2O3、TiO2、ZnO、Cu网、不锈钢网或AAO为支撑体,以MOF作为膜材料,在MOF膜材料表面制备有机层,所述的有机层为全氟磺酸层、磺化聚醚醚酮层、磺化聚醚砜层、聚酰胺层、聚酰亚胺层和聚多巴胺层中一种。
本发明技术方案中,制备有机层的方法为旋涂法、界面聚合法以及沉积法。
本发明技术方案中,金属有机骨架晶体膜采用水热生长法、二次生长法或对扩散方法制备,金属有机骨架晶体膜的厚度为1-5μm;所述的二次生长法为浸渍-提拉法或旋涂法。
本发明技术方案中:所述的MOF材料为Cr-MOF、Al-MOF、Fe-MOF、Zr-MOF和Zn-MOF;优选:所述的MOF材料为MOF-801、MOF-808、UIO-66、UIO-66-NH2、ZIF-8、ZIF-67、ZIF-71、HKUST-1、MIL-101或者MIL-53。
在一些具体的技术方案中:电解液浓度可设置为0.5-1.5M,酸浓度可设置为1-3M。
本发明技术方案中:支撑体在反应前进行预处理,所述的预处理采用双氧水浸泡1~3h,之后进行水洗,水洗后与水混合,在温度为100~150℃条件下加热1~3h,之后50~70℃的条件下干燥10~15h,即可完成预处理的过程。
本发明技术方案中:金属有机骨架晶体膜采用二次生长法制备,其中浸渍-提拉法制备晶种膜的过程为:将支撑体的一侧水平浸没在晶种溶液中5~15s,室温干燥5~15min,重复1~5次,结束后进行干燥;将干燥后的支撑体晶种侧朝下水平固定在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部;
将MOF材料的金属盐、有机配体以及溶剂混合均匀后缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在120~140℃下反应4~7h;反应结束后自然冷却到室温后,洗涤以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂,最后,真空干燥即可得到目标产品。
本发明技术方案中:金属有机骨架晶体膜采用二次生长法制备,其中旋涂法制备晶种膜的过程为:将预处理后支撑体固定在旋涂机上,将晶种溶液缓慢滴加在预撑体表面,旋涂后干燥5~15min,重复1~5次,最后在60℃下,干燥过夜;之后将干燥后的支撑体晶种侧朝下水平固定在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部;
将MOF材料的金属盐、有机配体以及溶剂混合均匀后缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在120~140℃下反应45~50h,反应结束后自然冷却到室温后,取出样品洗涤以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂,最后,真空干燥即可得到目标产品。
本发明技术方案中:金属有机骨架晶体膜采用水热生长法制备:该方法是将预处理后支撑体固定在在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部,MOF材料的金属盐、有机配体以及溶剂混合后缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在120~140℃下反应40~50h,反应结束后自然冷却到室温后,取出样品洗涤以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂,最后,真空干燥即可得到目标产品。
本发明技术方案中:金属有机骨架晶体膜采用对扩散制备:该方法是将预处理后支撑体固定在H形对扩散池中间,左侧加入有机配体溶液,右侧加入MOF材料的金属盐,离子与配体分子在撑体内自由扩散,并反应成膜。在室温下反应3~5h后,用甲醇溶液洗涤膜面,以去除表面剩余的配体、金属离子,干燥后即可得到目标产品。
本发明技术方案中,MOF材料应当具有优异的质子传导率,选取的有机配体上应当带有:氨基、羧基、羟基和磺酸基。
优选为:MOF材料的配体为富马酸,对苯二甲酸、均苯三甲酸、2-氨基对苯二甲酸、2-磺酸对苯二甲酸、2-甲基咪唑,2-乙基咪唑、4,5-二氯咪唑。
进一步的:所述的MOF材料对应的MOF材料的金属盐以及有机配体的组合如下:
MOF-801的金属盐为ZrOCl2,对应的有机配体为富马酸;
MOF-808的金属盐为ZrOCl2,对应的有机配体为均苯三甲酸;
UIO-66的金属盐为ZrCl4,对应的有机配体为对苯二甲酸;
UIO-66-NH2的金属盐为ZrCl4,对应的有机配体为2-氨基对苯二甲酸;
ZIF-8的金属盐为Zn(NO3)2,对应的有机配体为2-甲基咪唑;
ZIF-67的金属盐为Co(NO3)2,对应的有机配体为2-甲基咪唑;
ZIF-71的金属盐为Zn(Ac)2,对应的有机配体为4,5-二氯咪唑;
HKUST-1的金属盐为Cu(NO3)2,对应的有机配体为均苯三甲酸;
MIL-101的金属盐为Cr(NO3)3,对应的有机配体为对苯二甲酸;
MIL-53的金属盐为Al(NO3)3,对应的有机配体为对苯二甲酸。
上述带有有机层的金属有机骨架膜中,旋涂法制备有机层的方法为:MOF膜固定在旋涂机上,有机物溶液滴加在MOF膜面,通过旋涂的方式,在MOF膜表面制备有机层;且所述的有机物为全氟磺酸、磺化聚醚醚酮或磺化聚醚砜。
在一些技术方案中:MOF膜的膜面积为2~8cm2;将有机物溶于有机溶剂中得到有机物溶液,有机溶剂为二甲亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、乙二醇或乙腈;有机物溶液的浓度为1g/10ml~5g/10ml;旋涂量为10μL-1000μL;旋涂速度为1000r/min-5000r/min;旋涂时间为10s-100s;旋涂次数为1~10次;有机层的厚度为10nm-2000nm;所述的有机物为磺化聚醚醚酮或磺化聚醚砜;在一些优选的技术方案中:MOF膜的膜面积为4~6cm2;有机溶剂为二甲亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、乙二醇或乙腈;有机物溶液的浓度为1g/10ml~5g/10ml;旋涂量为10μL-1000μL;旋涂速度为1000r/min-5000r/min;旋涂时间为10s-100s;旋涂次数为1~10次;有机层的厚度为10nm-2000nm;
在另一些具体的技术方案中:所述的有机物溶液为杜邦nafion溶液。
上述带有有机层的金属有机骨架膜中:界面聚合法制备有机层的方法为:将间苯二胺溶于溶剂中配置S1溶液,将均苯三甲酰氯溶于溶剂中配置成S2溶液;将MOF膜面浸润于S1溶液,取出去除表面多余溶剂后,浸润S2溶液,在MOF膜表面界面聚合形成聚酰胺有机层。
界面聚合法制备中:S1溶液和S2溶液的浓度为0.1wt/v%-10wt/v%,在S1溶液和S2溶液中的浸润时间均为10s-500s;聚酰胺有机层的厚度为10nm-500nm。在一些优选的技术方案中:S1溶液和S2溶液的浓度为0.1wt/v%-3wt/v%,在S1溶液和S2溶液中的浸润时间均为10s-70s;聚酰胺有机层的厚度为50nm-150nm。上述带有有机层的金属有机骨架膜中,沉积法制备有机层的方法为:配置多巴胺盐溶液为S3溶液,tris盐溶液作为S4溶液,将S3与S4混合后得到混合液,将MOF膜面浸润于该混合液中,多巴胺聚合后沉积于MOF膜面形成有机层。沉积法制备中,S3溶液浓度为1mg/mL-100mg/mL、S4溶液的pH为6.0-10.0、S4溶液浓度为1mM-100mM;浸润时间为2h-12h,聚多巴胺有机层的厚度10nm-500nm。
在一些优选的技术方案中:S3溶液浓度为1mg/mL-5mg/mL、S4溶液的pH为6.0-10.0、S4溶液浓度为5mM-15mM;浸润时间为3h-6h,聚多巴胺有机层的厚度50nm-150nm。
本发明技术方案中,制备有机层的方法中还包括将制备得到的膜进行干燥,干燥的温度为40-80℃,干燥的时间为6-48h。
本发明技术方案中:所述的带有有机层的金属有机骨架膜在作为液流电池的电池隔膜方面的应用;优选:所述的液流电池为全钒液流电池(VFB)。
wt/v%:指一定质量的溶质溶于固定体积的溶剂,用于表示浓度。
有益效果
本发明的效果和益处是首次提出一种保护应用于全钒液流电池金属有机骨架晶体膜的保护策略。通过简单的制备方法,在MOF膜层表面制备一层有机层,有机层的存在可避免酸性电解液与膜的直接接触,从而大大提升MOF膜的稳定性。此外,有机层的存在也弥补了制备晶体膜过程中易存在的针孔,裂纹等缺陷,促进了MOF实际应用于VFB的进程,对于开发更过稳定性较弱的多孔材料应用于储能领域具有重要意义。
附图说明
图1是a)MOF-801膜平面SEM图像;b)MOF-801膜断面SEM图像;
图2是a)sPEEK/MOF-801膜表面SEM图像;b)sPEEK/MOF-801膜断面SEM图;
图3是sPEEK/MOF-801膜XPS测试图谱;
图4是不同有机层厚度sPEEK/MOF-801膜断面SEM图;
图5是VFB电池测试装置;
图6是MOF-801膜VFB长循环测试(40mAcm-2);b)sPEEK/MOF-801膜VFB长循环测试(40mAcm-2);
图7是a)Nafion/MOF-801膜表面SEM图像;b)Nafion/MOF-801膜VFB长循环测试(40mAcm-2);
图8是a)PA/MOF-801膜表面SEM图像;b)PA/MOF-801膜VFB长循环测试(40mAcm-2);
图9是a)PDA/MOF-801膜表面SEM图像;b)PDA/MOF-801膜VFB长循环测试(40mAcm-2);
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1
MOF-801晶体合成:将3.20g ZrOCl2·8H2O和1.16g富马酸溶解在DMF/甲酸(40mL/14mL)的混合溶剂中,溶液超声溶解后,将均匀分散的溶液缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在130℃下反应6h。反应结束后冷却,取出样品用DMF冲洗三次,用甲醇洗涤3次,并泡在甲醇溶液中3天,最后60℃下真空干燥24h,收集得到MOF-801白色粉末。
MOF-808晶体合成:将0.54g ZrOCl2·8H2O和0.11g均苯三甲酸溶解在DMF/甲酸(25mL/25mL)的混合溶剂中,溶液超声溶解后,将均匀分散的溶液缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在130℃下反应48h。反应结束后冷却,取出样品用DMF冲洗三次,用甲醇洗涤3次,并泡在甲醇溶液中3天,最后60℃下真空干燥24h,收集得到MOF-808白色粉末。
实施例2
MOF-801膜的制备
选取1mm的多孔α-Al2O3陶瓷片作为支撑体,在使用前进行预处理:首先,使用将整体浸没在浓双氧水中2h,取出用去离子水冲洗后,放入反应釜中,加入一定量的去离子水,在120℃下,加热2h,取出后,在60℃下干燥12h。配置0.1wt%的MOF-801晶种溶液。然后,采用浸渍提拉法,将支撑体表面预处理过的一侧水平浸没在晶种液中10s后,室温干燥10min,重复进行3次,放入60℃烘箱中,干燥12h。之后将支撑体(晶种侧向下)水平固定在在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部。将3.20g ZrOCl2·8H2O和1.16g富马酸溶解在DMF/甲酸(40mL/14mL)的混合溶剂中,溶液超声溶解后,将均匀分散的溶液缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在130℃下反应6h。反应结束后自然冷却到室温后,取出样品用DMF冲洗三次,用甲醇洗涤3次,并泡在甲醇溶液中3天,以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂。最后,60℃下真空干燥24h,如图1所示,MOF-801表面没有明显缺陷,膜厚为1.8μm。
MOF-808膜的制备
选取1mm的多孔α-Al2O3陶瓷片作为支撑体,在使用前进行上例所示双氧水预处理。然后,采用旋涂法制备MOF-808晶种膜,将预处理后的陶瓷片固定在旋涂机上,滴加1ml0.1wt%的MOF-808晶种溶液预撑体表面,旋涂后干燥10min,重复3次,最后在60℃下,干燥过夜。之后将支撑体(晶种侧向下)水平固定在在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部。将0.54g ZrOCl2·8H2O和0.11g均苯三甲酸溶解在DMF/甲酸(25mL/25mL)的混合溶剂中,溶液超声溶解后,将均匀分散的溶液缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在130℃下反应48h。反应结束后自然冷却到室温后,取出样品用DMF冲洗三次,用甲醇洗涤3次,并泡在甲醇溶液中3天,以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂。最后,60℃下真空干燥24h,膜厚为3μm。
UIO-66膜的制备
选取1mm的多孔α-Al2O3陶瓷片作为支撑体,在使用前进行上例所示双氧水预处理。然后,采用水热合成法,将支撑体水平固定在在聚四氟乙烯支架上置于反应釜底部。0.42gZrCl4和0.11g对苯二甲酸溶解在0.032g的H2O和67.54g DMF的混合溶剂中,溶液超声溶解后,将均匀分散的溶液缓慢倒入反应釜中,密封反应釜在130℃下反应48h。反应结束后自然冷却到室温后,取出样品用DMF冲洗三次,用甲醇洗涤3次,并泡在甲醇溶液中3天,以去除孔道中剩余的配体、金属离子以及有机溶剂。最后,60℃下真空干燥24h,膜厚为2μm。
ZIF-71膜的制备
选取1mm的多孔α-Al2O3陶瓷片作为支撑体,在使用前进行上例所示双氧水预处理。以对扩散的方式制备ZIF-71晶体膜,将陶瓷支撑体固定在H形对扩散池中间,左侧加入25mM4,5-二氯咪唑甲醇溶液,右侧加入6.25mM Zn(Ac)2甲醇溶液,离子与配体分子在撑体内自由扩散,并反应成膜。在室温下反应4h后,用甲醇溶液洗涤膜面,以去除表面剩余的配体、金属离子。最后,60℃下干燥24h,膜厚为5μm。
实施例3
磺化聚醚醚酮(sPEEK)保护层的制备
旋涂法制备有机层:将PEEK(聚醚醚酮)在50℃的硫酸中(98wt%)磺化5h制备得到sPEEK。干燥后,以DMF为溶剂,配置1g/10mL的澄清sPEEK有机溶液。将活化后的MOF-801膜固定在旋涂机上,设置分级转速时间为(1000r/min 10s;3000r/min 60s),低速的旋转使MOF-801膜面的溶液由中心向四周扩散,高速的旋转,去除膜层表面多余的溶液。为控制实验重复性,固定膜面积为4.9cm2,滴加2次,每次5μLsPEEK有机溶液。最终,将旋涂后的MOF-801膜取下,在60℃下,真空干燥24h。从图2的电镜图中可以看制备的有机层厚度超薄,透过表层的有机层仍然可以看到底层的MOF-801晶体形貌,图3显示通过扫描深度为10nm的XPS测试,仍然可以检测出有机层下的Zr元素,因此,有机层的厚度为10nm,而有机层厚度较大的MOF膜则检测不出Zr元素。从图4的电镜图也可以看出通过调控制备参数,可有效的调节有机层厚度。
将制备的sPEEK/MOF-801膜应用于图5所示的液流电池装置进行稳定性的测试。图6a所示,原始纯MOF-801膜仅能运行7圈,而由于有机保护层的存在,图6b显示的测试显示出sPEEK/MOF-801膜具有更高的稳定性,可稳定进行100圈的充放电测试,分证明了我们后保护策略的可行性。此外,因有机层的存在,修复了MOF-801膜存在的晶界、裂纹等缺陷,阻钒性能也得到了明显的提升。
实施例4
全氟磺酸(Nafion)保护层的制备
旋涂法制备有机层:该实施例中选用的Nafion溶液购自杜邦公司(杜邦nafion溶液,5%Nafion溶液DuPont D520),将MOF-801膜固定在旋涂机上,设置分级转速为(1000r/min,10s;3000r/min,60s)。为控制实验重复性,固定膜面积为4.9cm2,滴加5次,每次50μL的有机溶液,最终,将旋涂后的MOF-801膜取下,在80℃下,真空干燥24h。从图7a的电镜图中可以看旋涂制备的Nafion有机层表面没有明显的缺陷,膜厚约为400nm。
将制备的Nafion/MOF-801膜应用于液流电池装置进行稳定性的测试,由于有机保护层的存在,图7b显示的测试显示出Nafion/MOF-801膜具有更高的稳定性,可稳定进行50圈的充放电测试,而原始的MOF-801膜仅能运行7圈。此外,因有机层的存在,修复了MOF-801膜存在的晶界、裂纹等缺陷,阻钒性能也得到了明显的提升。
实施例5
聚酰胺(PA)保护层的制备
界面聚合法制备有机层:将间苯二胺溶解在去离子水中,配置浓度为2wt/v%的MPD溶液,将均苯三甲酰氯溶解在正己烷中形成浓度为0.2wt/v%的TMC溶液。聚酰胺有机层界面聚合的过程主要分三个步骤:首先,将MOF-801膜浸入2wt/v%MPD溶液中60s。其次,用纸巾轻轻吸引膜面多余水渍,保证膜面仅有薄薄的水界面层。最后,将膜浸入0.2wt/v%TMC溶液中进行界面聚合30s,膜储存在室温中以备使用。从图8a的电镜图中可以看界面聚合制备的PA有机层表面没有明显的缺陷,膜厚约为100nm。
将制备的PA/MOF-801膜应用于VFB装置进行稳定性的测试,由于有机保护层的存在,图8b显示的测试显示出PA/MOF-801膜具有优异的稳定性,可稳定进行70圈的充放电测试,而原始的MOF-801膜仅能运行7圈,充分证明了我们后保护策略的可行性。此外,因有机层的存在,修复了MOF-801膜存在的晶界、裂纹等缺陷,阻钒性能也得到了明显的提升。
实施例6
聚多巴胺(PDA)保护层的制备
沉积法制备有机层:分别配置2mg/mL的多巴胺盐溶液和10mM的tris溶液,使用HCl溶液调节tris溶液至pH=8.5。两种溶液混合后,将活化后的MOF-801膜,膜面朝上放入溶液终中,为使聚多巴胺沉积均匀,可震荡混合溶液。反应4h,将MOF膜取出,使用纯水清洗膜面,以去除膜面结合不牢固的多巴胺。最后,将PDA/MOF-801膜在60℃下,干燥24h。从图9a的电镜图中可以看制备的PDA有机层表面没有明显的缺陷,膜厚约为100nm。
将制备的PDA/MOF-801膜应用于VFB装置进行稳定性的测试,由于有机保护层的存在,图9b显示的测试显示出PDA/MOF-801膜具有良好的稳定性,可稳定进行40圈的充放电测试,而原始的MOF-801膜仅能运行7圈,充分证明了我们后保护策略的可行性。此外,因有机层的存在,修复了MOF-801膜存在的晶界、裂纹等缺陷,阻钒性能也得到了明显的提升。
Claims (10)
1.一种带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于,金属有机骨架晶体膜以α-Al2O3、TiO2、ZnO、Cu网、不锈钢网或AAO为支撑体,以MOF作为膜材料,在MOF膜材料表面制备有机层,所述的有机层为全氟磺酸层、磺化聚醚醚酮层、磺化聚醚砜层、聚酰胺层、聚酰亚胺层和聚多巴胺层中一种。
2.根据权利要求1所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于,制备有机层的方法为旋涂法、界面聚合法以及沉积法。
3.根据权利要求2所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于:旋涂法制备有机层的方法为:MOF膜固定在旋涂机上,有机物溶液滴加在MOF膜面,通过旋涂的方式,在MOF膜表面制备有机层;且所述的有机物为全氟磺酸、磺化聚醚醚酮或磺化聚醚砜。
4.根据权利要求3所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于:MOF膜的膜面积为2~8cm2;将有机物溶于有机溶剂中得到有机物溶液,有机溶剂为二甲亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、乙二醇或乙腈;有机物溶液的浓度为1g/10ml~5g/10ml;旋涂量为10μL-1000μL;旋涂速度为1000r/min-5000r/min;旋涂时间为10s-100s;旋涂次数为1~10次;有机层的厚度为10nm-2000nm;所述的有机物为磺化聚醚醚酮或磺化聚醚砜;
优选:MOF膜的膜面积为4~6cm2;有机溶剂为二甲亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、乙二醇或乙腈;有机物溶液的浓度为1g/10ml~5g/10ml;旋涂量为10μL-1000μL;旋涂速度为1000r/min-5000r/min;旋涂时间为10s-100s;旋涂次数为1~10次;有机层的厚度为10nm-2000nm;
进一步优选:所述的有机物溶液为杜邦nafion溶液。
5.根据权利要求2所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于:界面聚合法制备有机层的方法为:将间苯二胺溶于溶剂中配置S1溶液,将均苯三甲酰氯溶于溶剂中配置成S2溶液;将MOF膜面浸润于S1溶液,取出去除表面多余溶剂后,浸润S2溶液,在MOF膜表面界面聚合形成聚酰胺有机层。
6.根据权利要求5所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于:S1溶液和S2溶液的浓度为0.1wt/v%-10wt/v%;在S1溶液和S2溶液中的浸润时间均为10s-500s;聚酰胺有机层的厚度为10nm-500nm;
优选:S1溶液和S2溶液的浓度为0.1wt/v%-3wt/v%;在S1溶液和S2溶液中的浸润时间均为10s-70s;聚酰胺有机层的厚度为50nm-150nm。
7.根据权利要求2所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于,沉积法制备有机层的方法为:配置多巴胺盐溶液为S3溶液,tris盐溶液作为S4溶液,将S3与S4混合后得到混合液,将MOF膜面浸润于该混合液中,多巴胺聚合后沉积于MOF膜面形成有机层。
8.根据权利要求7所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于,S3溶液浓度为1mg/mL-100mg/mL;S4溶液的pH为6.0-10.0、S4溶液浓度为1mM-100mM;浸润时间为2h-12h;聚多巴胺有机层的厚度10nm-500nm;
优选:S3溶液浓度为1mg/mL-5mg/mL;S4溶液的pH为6.0-10.0、S4溶液浓度为5mM-15mM;浸润时间为3h-6h,聚多巴胺有机层的厚度50nm-150nm。
9.根据权利要求2所述的带有有机层的金属有机骨架膜,其特征在于,制备有机层的方法中还包括将制备得到的膜进行干燥,干燥的温度为40-80℃,干燥的时间为6-48h。
10.权利要求1所述的带有有机层的金属有机骨架膜在作为液流电池的电池隔膜方面的应用;优选:所述的液流电池为全钒液流电池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111187218.9A CN113948746A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111187218.9A CN113948746A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113948746A true CN113948746A (zh) | 2022-01-18 |
Family
ID=79329690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111187218.9A Pending CN113948746A (zh) | 2021-10-12 | 2021-10-12 | 一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113948746A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114904404A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-16 | 济南大学 | 一种基于MOF-808(Zr)的混合基质正渗透膜及其制备方法 |
CN115212856A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-10-21 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种表面聚合物功能化球型金属有机骨架材料的制备及应用 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101912737A (zh) * | 2010-08-26 | 2010-12-15 | 南京工业大学 | 一种制备金属有机骨架担载膜的方法 |
CN102044648A (zh) * | 2009-10-16 | 2011-05-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜及其制备和全钒液流电池 |
US20130280611A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | King Abdullah University Of Science And Technology | Electrode separator |
US20130313193A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Georgia Tech Research Corporation | Metal-organic framework supported on porous polymer |
CN104037431A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-09-10 | 成都赢创科技有限公司 | 液流电池用离子交换膜 |
CN104209022A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 北京林业大学 | 一种高通量聚酰胺/zif-8纳滤复合膜及其制备方法 |
CN107398186A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-28 | 中国科学技术大学 | 金属有机骨架分离层膜及其制备方法 |
CN109304102A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-05 | 南京工业大学 | 一种新型金属有机骨架zif-300膜的制备方法 |
CN109971004A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种全氟磺酸离子交换膜及其制备方法和应用 |
CN110420569A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-11-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种仿生催化膜及其制备方法和用途 |
CN110943238A (zh) * | 2018-09-21 | 2020-03-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种液流电池用离子传导膜及其制备和应用 |
KR20210057948A (ko) * | 2019-11-13 | 2021-05-24 | 한국생산기술연구원 | 레독스 흐름전지용 하이브리드 분리막, 레독스 흐름전지 및 그의 제조방법 |
CN112876730A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种在高分子多孔膜上生长mof膜的方法及其应用 |
CN113067001A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 南京工业大学 | 一种用于全钒液流电池的混合膜、制备方法和用途 |
CN113346116A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-03 | 华中科技大学 | 聚多巴胺修饰的中空金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备 |
-
2021
- 2021-10-12 CN CN202111187218.9A patent/CN113948746A/zh active Pending
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102044648A (zh) * | 2009-10-16 | 2011-05-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 聚芳基醚苯并咪唑离子交换膜及其制备和全钒液流电池 |
CN101912737A (zh) * | 2010-08-26 | 2010-12-15 | 南京工业大学 | 一种制备金属有机骨架担载膜的方法 |
US20130280611A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | King Abdullah University Of Science And Technology | Electrode separator |
US20130313193A1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Georgia Tech Research Corporation | Metal-organic framework supported on porous polymer |
CN104037431A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-09-10 | 成都赢创科技有限公司 | 液流电池用离子交换膜 |
CN104209022A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 北京林业大学 | 一种高通量聚酰胺/zif-8纳滤复合膜及其制备方法 |
CN107398186A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-28 | 中国科学技术大学 | 金属有机骨架分离层膜及其制备方法 |
CN109971004A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种全氟磺酸离子交换膜及其制备方法和应用 |
CN110943238A (zh) * | 2018-09-21 | 2020-03-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种液流电池用离子传导膜及其制备和应用 |
CN109304102A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-05 | 南京工业大学 | 一种新型金属有机骨架zif-300膜的制备方法 |
CN110420569A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-11-08 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种仿生催化膜及其制备方法和用途 |
KR20210057948A (ko) * | 2019-11-13 | 2021-05-24 | 한국생산기술연구원 | 레독스 흐름전지용 하이브리드 분리막, 레독스 흐름전지 및 그의 제조방법 |
CN112876730A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种在高分子多孔膜上生长mof膜的方法及其应用 |
CN113067001A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-02 | 南京工业大学 | 一种用于全钒液流电池的混合膜、制备方法和用途 |
CN113346116A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-09-03 | 华中科技大学 | 聚多巴胺修饰的中空金属有机骨架改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
LI XIN等: "Zr-MOF-Enabled Controllable Ion Sieving and Proton Conductivity in Flow Battery Membrane", 《ADV. FUNCT. MATER.》 * |
LI XIN等: "Zr-MOF-Enabled Controllable Ion Sieving and Proton Conductivity in Flow Battery Membrane", 《ADV. FUNCT. MATER.》, vol. 31, no. 42, 21 July 2021 (2021-07-21), pages 1 - 9 * |
段素霞等: "集成原位生长和界面聚合法制备聚酰胺/ZIF-8反渗透膜", 《离子交换与吸附》 * |
段素霞等: "集成原位生长和界面聚合法制备聚酰胺/ZIF-8反渗透膜", 《离子交换与吸附》, vol. 32, no. 03, 20 June 2016 (2016-06-20), pages 202 - 211 * |
陈戚: "六元环聚酰亚胺离子交换膜的制备及其在全钒氧化还原液流电池中的应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
陈戚: "六元环聚酰亚胺离子交换膜的制备及其在全钒氧化还原液流电池中的应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 02, 15 February 2018 (2018-02-15), pages 016 - 535 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114904404A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-08-16 | 济南大学 | 一种基于MOF-808(Zr)的混合基质正渗透膜及其制备方法 |
CN115212856A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-10-21 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种表面聚合物功能化球型金属有机骨架材料的制备及应用 |
CN115212856B (zh) * | 2022-08-29 | 2023-09-22 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种表面聚合物功能化球型金属有机骨架材料的制备及应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lee et al. | Layered composite membranes based on porous PVDF coated with a thin, dense PBI layer for vanadium redox flow batteries | |
US7344791B1 (en) | Electrolytic membrane for fuel cell and its manufacturing method, and fuel cell and its manufacturing method | |
US7534516B2 (en) | Solid polymer membrane for fuel cell with polyamine imbibed therein for reducing methanol permeability | |
CN113948746A (zh) | 一种带有有机层的金属有机骨架膜及其应用 | |
JP5055116B2 (ja) | イオン交換膜を含む固体アルカリ型燃料電池 | |
CN106532081B (zh) | 一种液流电池用具有分级孔结构的多孔膜及其制备和应用 | |
CN113067001B (zh) | 一种用于全钒液流电池的混合膜、制备方法和用途 | |
CN102639614A (zh) | 聚合物共混质子交换膜及其制备方法 | |
JP4508954B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池用膜−電極構造体 | |
CN114276505B (zh) | 含有聚乙二醇柔性亲水侧链的聚亚芳基哌啶共聚物及制备方法、阴离子交换膜及应用 | |
CN112652795B (zh) | 一种燃料电池复合质子交换膜及其制备方法 | |
CN113903938A (zh) | 一种用于全钒液流电池的金属有机骨架晶体膜 | |
CN117042869A (zh) | 复合质子传导膜 | |
CN113078343A (zh) | Mof基层状复合质子交换膜及其制备方法和应用 | |
CN110943237B (zh) | 一种离子传导膜在液流电池上的应用 | |
CN116613362A (zh) | 一种用于钒电池的复合两性离子交换膜及其制备方法 | |
CN115895014A (zh) | 一种高亲水性的无机掺杂复合型多孔聚合物隔膜、制备方法及应用 | |
CN112143019B (zh) | 一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用 | |
CN115000477A (zh) | 质子交换膜及其制备方法和应用 | |
CN106611865A (zh) | 一种可用于燃料电池的聚乙烯醇阴离子交换膜的制备方法 | |
CN100389859C (zh) | 一种荷正电超滤膜的制备方法 | |
CN218089828U (zh) | 一种制氢隔膜及电解槽 | |
CN115651240B (zh) | 基于MOFs框架的阴离子交换膜及其制备方法和应用 | |
CN114605698B (zh) | 一种可独立调控mof复合膜及其制备和应用 | |
CN115347318B (zh) | 一种海水电解制氢复合隔膜及其制备方法、应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |