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全氟烷基链与磺酸基团修饰的三元共价有机框架及其制备方法与应用

2025-07-29 10:20:06 315次浏览

技术特征:

1.全氟烷基链与磺酸基团修饰的三元共价有机框架,其特征在于,结构式为:

2.根据权利要求1所述的三元共价有机框架的合成方法,其特征在于,具体步骤如下:

3. 根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,所述的氟碳基酰肼单体的合成方法为:按二氮二羧酸二异丙酯、2,5-二羟基对苯二甲酸二乙酯和三苯基膦的摩尔比为2:1:2,将二氮二羧酸二异丙酯加入到2,5-二羟基对苯二甲酸二乙酯和三苯基膦的四氢呋喃的混合液中,在氩气氛围下搅拌混合均匀,然后加入3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己烷-1-醇或3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛烷- 1 -醇,继续在氩气氛围下搅拌加热回流反应3天以上,反应结束后将反应混合物减压蒸干,用硅胶柱层析纯化,柱层析液为体积比为40:1~20:1的二氯甲烷和甲醇的混合溶剂,得到氟碳基酰肼单体。

4.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,依次进行液氮冷冻、抽真空、脱气处理的重复次数至少为三次;乙酸溶液的浓度为6mol/l;加热反应时间为3天以上;丙酮、甲醇和四氢呋喃的混合溶液中,丙酮、甲醇和四氢呋喃的体积比为1:1:1,索氏提取的时间为12h;真空干燥温度为80℃,时间为12h。

5.基于权利要求1所述的全氟烷基链与磺酸基团修饰的三元共价有机框架的改性固态电解质,其特征在于,通过以下步骤制备:

6.根据权利要求5所述的改性固态电解质,其特征在于,步骤(1)中,真空干燥时间为80℃,干燥时间为12h。

7.根据权利要求5所述的改性固态电解质在锂离子电池中的应用。

8.基于权利要求1所述的全氟烷基链与磺酸基团修饰的三元共价有机框架的质子交换隔膜材料,其特征在于,通过以下步骤制备:

9.根据权利要求8所述的质子交换隔膜材料,其特征在于,真空干燥时间为80℃,干燥时间为12h;磷酸占质子交换隔膜材料总质量的40%。

10.根据权利要求8所述的质子交换隔膜材料在燃料电池中的应用。


技术总结
本发明公开了一种全氟烷基链与磺酸基团修饰的三元共价有机框架及其制备方法与应用。所述的三元共价有机框架通过以2,4,6‑三甲酰基间苯三酚、氟碳基酰肼单体和单磺酸单体为原料,以1,4‑二氧六烷、三甲基甲苯为溶剂,以乙酸为催化剂,经溶剂热反应制得。本发明的共价有机框架材料具有良好的结晶度和热稳定性,具有较为良好的质子传导性能,可用于燃料电池;同时将其应用于锂离子电池的界面改性方面,可以显著提高固态锂电池的稳定性,阻断锂金属与电解质之间的副反应,提升其安全性能。

技术研发人员:许冰清,刘怡辰,杜宜函,王梓炎,兰思贤,张根,刘涛,钟原
受保护的技术使用者:南京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
文档序号 : 【 40125851 】

技术研发人员:许冰清,刘怡辰,杜宜函,王梓炎,兰思贤,张根,刘涛,钟原
技术所有人:南京理工大学

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许冰清刘怡辰杜宜函王梓炎兰思贤张根刘涛钟原南京理工大学
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