【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于本專利技術屬于無水質子導電電解質材料領域，具體涉及一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法及應用。
技術介紹
1、在中間溫度（100-200℃）下質子傳導是質子交換膜（pem）和直接甲醇燃料電池的主要挑戰，這使得無水質子傳導電解質的開發變得至關重要。然而，質子載體的局部和平移運動強烈影響質子轉移速率。為了控制質子載體的移動性，進一步的支撐基質，柔性有機聚合物或高孔隙率固體為載體提供移動空間被認為是有前途的。有機-無機金屬鹵化物（oimhs）作為一類由有機陽離子和無機框架組成的半導體晶體材料，oimhs中的有機陽離子是質子載體分子，無機骨架上鹵素的存在可以為質子-載體分子提供理想的氫鍵網絡，具有高流動性并顯示出合適的堆積結構。我們提出oimhs是無水質子導體的極好候選者。
技術實現思路
1、無機框架中適當的有機陽離子和鹵素離子（i和br）可以構建連續的氫鍵網絡以進行質子轉移。由于有機陽離子和鹵素離子之間的相互作用不同，（4-apy）bii4、（4-apy）bii3.27br0.73和（4-apy）bibr4在不同溫度和無水條件下的電導率測量表現出不同的曲線。其中，（4-apy）bii4的高電導率（140℃時σ=1.54×10?3s?cm?1）與幾種性能最好的無水質子傳導mofs/pcps材料具有競爭力。基于smhfs的系統結果表明，質子傳導是金屬鹵化物材料的新主干，也是與質子導電固體不同的方法。
2、一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質
3、（1）將bi2o3、4-apy、飽和氫鹵酸和乙醇混合均勻，得到混合物a；
4、（2）將步驟（1）得到的混合物a加入到高壓反應釜中，保溫，得到樣品；
5、（3）將步驟（2）得到的樣品用無水乙醇洗滌，分離，得到超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料。
6、優選地，所述氫鹵酸為氫碘酸、氫溴酸中的一種或者兩種任意組合。
7、優選地，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料是以（4-apy）biixbr4-x，x?=?0-4的形式存在。
8、優選地，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料在140℃時的質子電導率σ=2.45×10?4s?cm?1-1.54×10?3s?cm?1。
9、優選地，步驟（1）中bi2o3與4-apy的摩爾比為0.5:1。
10、優選地，步驟（1）中飽和氫鹵酸的加入量為當4-apy為0.001mol時飽和氫鹵酸的加入量為1ml，所述乙醇的添加量為氫鹵酸體積的4倍。
11、優選地，所述高壓反應釜為25?ml特氟龍高壓反應釜。
12、優選地，所述保溫的溫度為140℃，時間為4h。
13、一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的應用，所述材料應用直接甲醇燃料電池中，用于質子傳導。
14、本專利技術的優點：
15、本專利技術制備的無水質子導電電解質材料的高電導率（140℃時σ=1.54×10?3s?cm?1）與幾種性能最好的無水質子傳導mofs/pcps材料具有競爭力。基于smhfs的系統結果表明，質子傳導是金屬鹵化物材料的新主干，也是與質子導電固體不同的方法。隨著br?取代i?，化合物的晶系從正交晶系轉變為單斜晶系，當i完全被br取代時，生成體積最小的黃色晶體。
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1.一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，所述氫鹵酸為氫碘酸、氫溴酸中的一種或者兩種任意組合。
3.根據權利要求2所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料是以（4-Apy）BiIxBr4-x，x?=?0-4的形式存在。
4.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料在140℃時的質子電導率σ=2.45×10?4?S?cm?1-1.54×10?3?S?cm?1。
5.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）中Bi2O3與4-Apy的摩爾比為0.5:1。
6.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質
7.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，所述高壓反應釜為25?mL特氟龍高壓反應釜。
8.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，所述保溫的溫度為140℃，時間為4h。
9.一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的應用，其特征在于，所述材料應用直接甲醇燃料電池中，用于質子傳導，所述材料為按照權利要求1方法制備的材料。
...【技術特征摘要】
1.一種基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，所述氫鹵酸為氫碘酸、氫溴酸中的一種或者兩種任意組合。
3.根據權利要求2所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料是以（4-apy）biixbr4-x，x?=?0-4的形式存在。
4.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述超分子金屬鹵化物框架的無水質子導電電解質材料在140℃時的質子電導率σ=2.45×10?4?s?cm?1-1.54×10?3?s?cm?1。
5.根據權利要求1所述基于超分子金屬鹵化物框架的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮國棟，史天石，初宏翔，丁晨霞，
申請(專利權)人：江蘇中正陶瓷科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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