公开(公告)号：CN115584045A

公开(公告)日：2023-01-10

申请号：CN202211294756.2

申请日：2022-10-21

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  饶壮 ,  朱德雨 ,  李广芳 ,  张爱荣 ,  贺颖

IPC: C08J5/22 ,  C08L27/18 ,  C08L61/32 ,  C08K3/04 ,  C08G12/40 ,  H01M8/1069 ,  H01M8/1072 ,  H01M8/1046 ,  H01M8/1051

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种共价有机骨架结构改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备，其中制备包括以下步骤：(1)利用三聚氰胺、对苯二甲醛和羧基化的碳纳米管反应得到相互连贯的共价有机骨架结构CNT@SNW‑1；(2)将CNT@SNW‑1进行两性离子功能化，得到CNT@ZSNW‑1；(3)将CNT@ZSNW‑1加入至磺酸化聚合物溶液中，形成铸膜液并形成膜材料，经双氧水、酸和去离子水浸泡，得到相互连贯的两性离子功能化的共价有机骨架结构改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过向质子交换膜中引入相互连贯的两性离子功能化的共价有机骨架结构(CNT@ZSNW‑1)，能够有效提升制得的质子交换膜的质子传导率，且使用稳定性也极高。

公开(公告)号：CN117209825A

公开(公告)日：2023-12-12

申请号：CN202311218358.7

申请日：2023-09-21

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  张爱荣 ,  饶壮 ,  李广芳 ,  黄茁 ,  刘晓玲 ,  徐优 ,  贺颖 ,  王国庆

IPC: C08J5/22 ,  C08G83/00 ,  H01M8/1048 ,  H01M8/1069 ,  H01M8/1067 ,  C08L27/18 ,  C08L87/00

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种‑PO3H2/‑NH2酸‑碱对功能化的金属有机框架改性的聚合物杂化质子交换膜，其制备方法包括以下步骤：(1)将金属盐和氨基功能化的配体加入有机溶剂中形成前驱体溶液并进行溶剂热反应，得到MOF‑NH2；(2)将MOF‑NH2置于植酸水溶液中搅拌反应得到P‑MOF‑NH2；(3)将P‑MOF‑NH2加入至磺酸化聚合物溶液中得到铸膜液；利用该铸膜液最终得到‑PO3H2/‑NH2酸‑碱对功能化的金属有机框架改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，引入‑PO3H2/‑NH2酸‑碱对功能化的金属有机框架(P‑MOF‑NH2)对聚合物杂化质子交换膜进行改性，能够有效提升制得的质子交换膜的质子传导率。

公开(公告)号：CN118136900A

公开(公告)日：2024-06-04

申请号：CN202410177453.5

申请日：2024-02-08

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  张爱荣 ,  饶壮 ,  黄茁 ,  李广芳

IPC: H01M8/1081 ,  H01M8/1069 ,  H01M8/1041 ,  H01M8/102 ,  H01M8/103 ,  H01M8/1032

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种胍离子共价有机纳米片负载磷钨酸改性的聚合物杂化质子交换膜，其制备方法包括以下步骤：(1)利用醛类单体和胍源材料形成前驱体溶液并进行溶剂热反应，得到胍离子共价有机纳米片iCON；(2)将iCON与磷钨酸水溶液反应得到胍离子共价有机纳米片负载磷钨酸形成的纳米杂化体iCON@HPW；(3)磺酸化聚合物溶液内引入iCON@HPW形成铸膜液，最终得到胍离子共价有机纳米片负载磷钨酸改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，引入胍离子共价有机纳米片负载磷钨酸形成的纳米杂化体对聚合物杂化质子交换膜进行改性，能够有效提升制得的质子交换膜的质子传导率。

公开(公告)号：CN115584045B

公开(公告)日：2023-09-29

申请号：CN202211294756.2

申请日：2022-10-21

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  饶壮 ,  朱德雨 ,  李广芳 ,  张爱荣 ,  贺颖

IPC: C08J5/22 ,  C08L27/18 ,  C08L61/32 ,  C08K3/04 ,  C08G12/40 ,  H01M8/1069 ,  H01M8/1072 ,  H01M8/1046 ,  H01M8/1051

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种共价有机骨架结构改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备，其中制备包括以下步骤：(1)利用三聚氰胺、对苯二甲醛和羧基化的碳纳米管反应得到相互连贯的共价有机骨架结构CNT@SNW‑1；(2)将CNT@SNW‑1进行两性离子功能化，得到CNT@ZSNW‑1；(3)将CNT@ZSNW‑1加入至磺酸化聚合物溶液中，形成铸膜液并形成膜材料，经双氧水、酸和去离子水浸泡，得到相互连贯的两性离子功能化的共价有机骨架结构改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过向质子交换膜中引入相互连贯的两性离子功能化的共价有机骨架结构(CNT@ZSNW‑1)，能够有效提升制得的质子交换膜的质子传导率，且使用稳定性也极高。

公开(公告)号：CN113346116A

公开(公告)日：2021-09-03

申请号：CN202110550492.1

申请日：2021-05-20

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  饶壮 ,  李广芳

IPC: H01M8/1069 ,  H01M8/1067 ,  C08G83/00

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种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，其中制备包括以下步骤：(1)利用金属盐和配体反应得到相应的金属有机骨架MOF；(2)将MOF置于酸的水溶液中刻蚀，得到中空金属有机骨架H‑MOF；(3)将H‑MOF放入盐酸多巴胺的缓冲溶液中，搅拌反应得到聚多巴胺修饰的中空金属有机骨架H‑MOF‑D；(4)将H‑MOF‑D加入至磺酸化聚合物溶液中，形成铸膜液并形成膜材料，经双氧水、酸和去离子水浸泡，得到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。本发明通过对质子交换膜中的关键功能成分的结构、组成进行改进，得到的质子交换膜在高、低湿条件下均具有优异的质子传导率。

公开(公告)号：CN119708578A

公开(公告)日：2025-03-28

申请号：CN202411235134.1

申请日：2024-09-04

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 李广芳 ,  徐桂婵 ,  何冰 ,  饶壮 ,  刘宏芳 ,  肖毓

IPC: C08J5/22 ,  C08B37/16 ,  C08L27/18 ,  C08L5/16 ,  H01M8/1018 ,  H01M8/1069

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种两性离子功能化的环糊精磺酸化聚合物质子交换膜及其制备方法，包括以下步骤：(1)将N‑氨乙基哌嗪与1，3‑丙基磺酸内酯反应得到两性离子化合物AEPPS；(2)将AEPPS与NaOH、β‑环糊精、环氧氯丙烷反应得到两性离子化合物修饰的环糊精ZCD；(3)将ZCD分散于磺酸化聚合物溶液中形成铸膜液，并最终得到两性离子功能化的环糊精磺酸化聚合物质子交换膜。本发明通过引入两性离子功能化的环糊精(ZCD)对磺酸化聚合物质子交换膜进行改性，并对制备方法的整体工艺流程设计等进行控制，能够有效提升制得的质子交换膜的质子传导性能。

公开(公告)号：CN116435563A

公开(公告)日：2023-07-14

申请号：CN202310291628.0

申请日：2023-03-23

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  饶壮 ,  朱德雨 ,  张爱荣 ,  刘晓玲

IPC: H01M8/1069 ,  H01M8/1048 ,  H01M8/1067 ,  B82Y30/00

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种表面‑SO3H/‑NH2酸‑碱对修饰的纳米片改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备，其中制备包括以下步骤：(1)制备聚多巴胺修饰的氧化石墨烯DGO；(2)利用2,2'‑双磺酸联苯胺(BA)与DGO反应得到表面‑SO3H/‑NH2酸‑碱对修饰的纳米片BAGO；(3)将BAGO加入至磺酸化聚合物溶液中，形成铸膜液并形成膜材料，经双氧水、酸和去离子水浸泡，得到表面‑SO3H/‑NH2酸‑碱对修饰的纳米片改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，通过简便的工艺即可得到质子传导率明显提升的质子交换膜，在高湿度和低湿度下的质子传导率均具有良好表现。

公开(公告)号：CN117380003A

公开(公告)日：2024-01-12

申请号：CN202311391175.5

申请日：2023-10-25

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  张爱荣 ,  饶壮 ,  黄茁 ,  李广芳

IPC: B01D71/76 ,  H01M8/1048 ,  H01M8/1081 ,  H01M8/1067 ,  H01M8/1032 ,  B01D69/02 ,  B01D67/00

Abstract: 本发明属于膜技术领域，具体公开了一种两性离子功能化的COF与SiO2球协同改性的聚合物杂化质子交换膜，包括以下步骤：(1)制备共价有机框架SNW‑1；(2)将SNW‑1与1，3‑丙磺酸内酯反应得到两性离子功能化的共价有机框架ZSNW‑1；(3)制备SiO2纳米球；(4)将ZSNW‑1和SiO2纳米球按照质量比2:1，加入至磺酸化聚合物溶液中，最终制备得到两性离子功能化的共价有机框架COF与SiO2球协同改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，向质子交换膜中引入两性离子功能化的共价有机框架ZSNW‑1和SiO2纳米球、并将两者的质量比控制为2:1，利用它们的协同改性作用，能够有效提升质子传导率。

公开(公告)号：CN117374345A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311239242.1

申请日：2023-09-25

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 刘宏芳 ,  饶壮 ,  李广芳 ,  黄茁 ,  张爱荣 ,  刘晓玲 ,  徐优 ,  朱德雨 ,  贺颖 ,  王国庆

IPC: H01M8/1069 ,  H01M8/1088 ,  H01M8/1048

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种中空金属有机框架修饰的氧化石墨烯纳米片改性的聚合物杂化质子交换膜，制备方法包括以下步骤：(1)利用氧化石墨烯GO和金属盐得到A溶液；利用配体形成B溶液；将A溶液和B溶液混合后得到GO@MOF；(2)将GO@MOF刻蚀得到GO@HMOF；(3)将GO@HMOF加入至磺酸化聚合物溶液中得到铸膜液，进而得到中空金属有机框架修饰的氧化石墨烯纳米片改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，向质子交换膜中引入中空金属有机框架修饰的氧化石墨烯纳米片(即GO@HMOF)，并对制备方法的整体工艺流程设计等进行控制，通过简便的工艺即可得到质子传导率明显提升的质子交换膜。

公开(公告)号：CN117004067A

公开(公告)日：2023-11-07

申请号：CN202310946939.6

申请日：2023-07-27

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 李广芳 ,  刘晓玲 ,  张爱荣 ,  刘宏芳 ,  饶壮 ,  贺颖

IPC: C08J5/22 ,  H01M8/1039 ,  H01M8/1032 ,  H01M8/103 ,  H01M8/1027 ,  H01M8/1025 ,  H01M8/1088 ,  C08J7/12 ,  C08J7/14 ,  C08L27/22 ,  C08K7/00 ,  C08K3/04 ,  C08K9/02

Abstract: 本发明属于膜技术领域，公开了一种磺化碳纳米花改性的聚合物杂化质子交换膜及其制备，其中制备方法包括以下步骤：(1)在丙酮溶剂中加入丙烯腈和偶氮二异丁腈，进行聚合反应得到聚丙烯腈PACN；(2)将PACN稳定化处理，然后进行碳化处理得到碳纳米花CNF；(3)将CNF与浓硫酸反应得到磺化碳纳米花SCNF；(4)利用SCNF配制铸膜液、形成膜材料，从而得到磺化碳纳米花改性的聚合物杂化质子交换膜。本发明通过对质子交换膜中关键功能成分的结构、组成进行改进，向质子交换膜中引入磺化碳纳米花SCNF，可有效提升所得质子交换膜的质子传导率，且使用稳定性也极好。