【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及质子交换膜制备，尤其涉及一种磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法。
技术介绍
1、当前，全球化石能源消耗量大，能源危机和环境问题日益严峻，二氧化碳的还原及可再生清洁低碳能源的开发和应用迫在眉睫。在co2还原、水电解制氢、燃料电池等装置中，质子交换膜具有选择性传输质子和分隔电极的功能，是上述产业技术的核心部件，其性能决定了能量转化的效率。
2、质子交换膜主要分为全氟化、部分氟化和非氟化三大类，都存在一个共性问题，即尺寸稳定性差。以非氟化膜中的磺化聚醚醚酮质子交换膜为例，随着水分子的增加，质子交换膜会发生溶胀，导致通道尺寸的增加，进而引起其他分子(如氧分子)的通过，从而降低质子交换膜的性能，若水分子持续增加，质子交换膜最终可能会分解，并失去防止气体交叉渗透的功能。在co2还原、水电解制氢、燃料电池等装置中，使能量转化效率呈数量级下降。目前，研究人员通过多孔二氧化钛纳米管在磺化聚醚醚酮中构建连续质子传输通道，虽质子电导率增加，但溶胀率比纯磺化聚醚醚酮质子交换膜高；研究人员通过使用双功能化nh2-uio-66-so3h与磺化聚醚醚酮混合，虽质子电导率增加，但复合的质子交换膜的溶胀率仅仅比纯磺化聚醚醚酮低5％，其溶胀率达为27％，这限制了磺化聚醚醚酮质子交换膜的应用。
3、金属有机框架材料是由金属离子和有机配体组装形成的一种新型的多孔有机-无机杂化材料，在原子尺度上将结构单元进行高度有序排列，具有结构可预先设计，易于功能化，有序分布且间距可调，孔道规整有序且尺寸可调，稳定性高等优点，为解决通道尺寸过度增加
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种金属有机框架阵列改性磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，通过旋涂法将金属有机框架阵列与磺化聚醚醚酮质子交换膜复合，得到所述金属有机框架阵列改性磺化聚醚醚酮质子交换膜。本专利技术的制备方法通过金属有机框架阵列中有序分布且刚性较好的孔道结构与磺化聚醚醚酮复合，从而实现把磺化聚醚醚酮封锁在金属有机框架阵列内部，通过微区限域这一方式提高其尺寸稳定性。制备方法操作简单、耗能低、无污染，且制备得到的金属有机框架阵列改性磺化聚醚醚酮质子交换膜能够在保持质子传导能力的同时提高其尺寸稳定性，具有很好的实用性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
3、对聚醚醚酮颗粒进行干燥，将干燥后的聚醚醚酮加入到浓硫酸中进行反应，得到反应产物；
4、将反应产物倒入去离子水中并搅拌，得到浅粉色丝状物，将浅粉色丝状物用去离子水洗涤，干燥后得到磺化聚醚醚酮；
5、将乙醇胺水溶液倒入硝酸铜水溶液中，搅拌后放置，得到氢氧化铜纳米线溶液；
6、将得到的氢氧化铜纳米线溶液进行抽滤，继而得到氢氧化铜纳米线薄膜，并将其转移至玻璃表面；
7、将玻璃表面的氢氧化铜纳米线薄膜浸入中-四(4-羧基苯基)卟吩溶液进行反应，用乙醇洗涤，干燥，得到cutcpp阵列；
8、将磺化聚醚醚酮加入到n-n-二甲基甲酰胺中，放置后得到磺化聚醚醚酮铸膜液；
9、将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在cutcpp阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜。
10、其中，在“将反应产物倒入去离子水中并搅拌，得到浅粉色丝状物，将浅粉色丝状物用去离子水洗涤，干燥后得到磺化聚醚醚酮”中，所述方法还包括：
11、所述磺化聚醚醚酮的磺化度为75～85％。
12、其中，在“将乙醇胺水溶液倒入硝酸铜水溶液中，搅拌后放置，得到氢氧化铜纳米线溶液”中，所述方法还包括：
13、所述乙醇胺水溶液浓度为1～2mmol/l；所述硝酸铜水溶液浓度为3～5mmol/l；所述乙醇胺水溶液和硝酸铜水溶液的体积比为1:1。
14、其中，在“将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在cutcpp阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜”中，所述方法还包括：
15、旋涂的条件为：先低速在350～750转/秒的条件下旋涂10～60s，然后高速在2000～5000转/秒的条件下旋涂10～60s。
16、其中，在“将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在cutcpp阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜”中，所述方法还包括：
17、所述的cutcpp阵列与所述磺化聚醚醚酮的质量比为1～5:30。
18、其中，在“将玻璃表面的氢氧化铜纳米线薄膜浸入中-四(4-羧基苯基)卟吩溶液进行反应，用乙醇洗涤，干燥，得到cutcpp阵列”中，所述方法还包括：
19、所述中-四(4-羧基苯基)卟吩溶液的溶剂为乙醇与n,n-二甲基甲酰胺的混合物，其体积比为1:3。
20、其中，所制备的cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜在65℃，95％相对湿度条件下，质子传导率为0.50ms/cm～11.83ms/cm。
21、其中，所制备的cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜在65℃，95％相对湿度条件下，吸水率为20.1～73.9％，溶胀率不高于5％。
22、本专利技术的一种磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，本专利技术将磺化聚醚醚酮铸膜液滴加在cutcpp阵列上，通过旋涂进行复合，抽真空的方式进行除气泡，进而将磺化聚醚醚酮铸膜液引入到cutcpp阵列内，实现了将磺化聚醚醚酮封锁在cutcpp列阵内部，通过微区限域这一方式，提高其尺寸稳定性。本专利技术所述方法操作简单，耗能低，无污染，快速高效。所制备的cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜膜在co2还原及氢能转化技术中展现出极大的应用潜力，包括但不限于水电解质氢、燃料电池原等
【技术保护点】
1.一种磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将反应产物倒入去离子水中并搅拌，得到浅粉色丝状物，将浅粉色丝状物用去离子水洗涤，干燥后得到磺化聚醚醚酮”中，所述方法还包括：
3.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将乙醇胺水溶液倒入硝酸铜水溶液中，搅拌后放置，得到氢氧化铜纳米线溶液”中，所述方法还包括：
4.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在CuTCPP阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到CuTCPP阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜”中，所述方法还包括：
5.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在CuTCPP阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到CuTCPP阵列改性的磺化聚醚醚酮质子交换膜”中，所述方法还包括：
6.如权
7.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将反应产物倒入去离子水中并搅拌，得到浅粉色丝状物，将浅粉色丝状物用去离子水洗涤，干燥后得到磺化聚醚醚酮”中，所述方法还包括：
3.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将乙醇胺水溶液倒入硝酸铜水溶液中，搅拌后放置，得到氢氧化铜纳米线溶液”中，所述方法还包括：
4.如权利要求1所述的磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备方法，其特征在于，在“将磺化聚醚醚酮铸膜液滴在cutcpp阵列表面，采用旋涂法进行复合，抽真空的方式进行除气泡，待溶剂挥发后，得到cutcpp阵列改性的磺化聚醚醚...
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