[發明專利]U型液相反應器

無效

• 申請號: 201210411453.4
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102903937A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 趙紅;郭斯栩;丁敏;趙月;徐洪峰
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 畢進;李馨

技術領域

本發明涉及一種反應器，具體為一種在質子交換膜Nafion表面沉積Pt納米粒子的U型液相反應器。

背景技術

在質子交換膜燃料電池（PEMFC）作為一種新型的發電技術，在解決環境污染，實現能源利用高效和多元化等方面具有誘人的前景，歐美和日本等發達國家，以及中國、印度等發展中國家均對其開展了卓有成效的研究，相關技術已經接近商業應用。但同時，依然面臨一些技術問題，其中問題之一就是高性能的質子交換膜燃料電池鉑催化劑的研發。

常用的質子交換膜燃料電池鉑催化劑的制備方法大多通過普通燒杯類的玻璃儀器進行浸泡沉積，此類玻璃儀器存在很多問題。由于催化劑Pt單質的還原過程容易團聚，在重力的作用下沉降到一個水平平面更加明顯，分布不均勻，減少了電解質與催化劑的有效接觸面積，提高了鉑用量，增加了成本，浪費能源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于在質子交換膜Nafion表面沉積Pt納米粒子的U型液相反應器，該反應器能夠克服催化劑Pt單質的還原過程容易團聚的問題。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的：

一種U型液相反應器，是由L形的玻璃瓶Ⅰ和L形的玻璃瓶Ⅱ組成，所述玻璃瓶Ⅰ下方的左側設有連接口Ⅰ，連接口Ⅰ的外壁套有聚四氟塑料固定板Ⅰ，連接口Ⅰ的外壁與聚四氟塑料固定板Ⅰ之間還設有生料帶Ⅰ；所述玻璃瓶Ⅱ下方的右側設有連接口Ⅱ，連接口Ⅱ的外壁套有聚四氟塑料固定板Ⅱ，連接口Ⅱ的外壁與聚四氟塑料固定板Ⅱ之間還設有生料帶Ⅱ，玻璃瓶Ⅱ下方的左側設有出水口，出水口處還塞有膠皮塞；聚四氟塑料固定板Ⅰ和聚四氟塑料固定板Ⅱ通過螺絲固定在一起，在聚四氟塑料固定板Ⅰ和聚四氟塑料固定板Ⅱ之間設有增加密閉性的膠皮圈Ⅰ和膠皮圈Ⅱ，在膠皮圈Ⅰ和膠皮圈Ⅱ之間還設有nafion膜。

本發明的有益效果在于：在濃度差與滲透壓的作用下，使在垂直方向的nafion膜兩側的Pt離子在nafion膜上還原成單質Pt。其單質Pt顆粒小分散性能好，并且團聚少，需要的Pt溶液濃度低，節省藥品，降低成本。

附圖說明

本發明有附圖6幅，其中：

圖1是本發明方法中U型液相反應器的結構示意圖；

圖2是U型液相反應器中聚四氟塑料固定板Ⅰ8.1的截面圖；

圖3是實施例1的pH值為11的nafion膜表面的20000倍掃描電鏡圖片；

圖4為傳統方法（通過普通燒杯類進行浸泡沉積）的Pt單質顆粒團聚的掃描電鏡圖片；

圖5為傳統方法（通過普通燒杯類進行浸泡沉積）的Pt單質顆粒團聚的掃描電鏡圖片；

圖中：

1、玻璃瓶Ⅰ，2、玻璃瓶Ⅱ，3.1、膠皮圈Ⅰ，3.2、膠皮圈Ⅱ，4.1、生料帶Ⅰ，4.2生料帶Ⅱ,5、螺絲，6、nafion膜，7、膠皮塞，8.1、聚四氟塑料固定板，8.2聚四氟塑料固定板Ⅱ,9、出水口，10、連接口Ⅱ，11、連接口Ⅰ。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

一種U型液相反應器，是由L形的玻璃瓶Ⅰ1和L形的玻璃瓶Ⅱ2組成，所述玻璃瓶Ⅰ1下方的左側設有連接口Ⅰ11，連接口Ⅰ11的外壁套有聚四氟塑料固定板Ⅰ8.1，連接口Ⅰ11的外壁與聚四氟塑料固定板Ⅰ8.1之間還設有生料帶Ⅰ4.1；所述玻璃瓶Ⅱ2下方的右側設有連接口Ⅱ10，連接口Ⅱ10的外壁套有聚四氟塑料固定板Ⅱ8.2，連接口Ⅱ10的外壁與聚四氟塑料固定板Ⅱ8.1之間還設有生料帶Ⅱ4.2，玻璃瓶Ⅱ2下方的左側設有出水口9，出水口9處還塞有膠皮塞7；聚四氟塑料固定板Ⅰ8.1和聚四氟塑料固定板Ⅱ8.2通過螺絲5固定在一起，在聚四氟塑料固定板Ⅰ8.1和聚四氟塑料固定板Ⅱ8.2之間設有增加密閉性的膠皮圈Ⅰ3.1和膠皮圈Ⅱ3.2，在膠皮圈Ⅰ3.1和膠皮圈Ⅱ3.2之間還設有nafion膜6。

實施例1

第一步前處理

首先使用前將nafion膜裁剪成合適（對應連接口大小）的尺寸，然后按照以下處理步驟對其進行預處理：①在3%的H₂O₂溶液中80℃恒溫60min以除去膜材料中的有機雜質；②用去離子水沖洗干凈后，在去離子水中80℃水浴處理10min；③用0.5mol/L?H₂SO₄溶液80℃水浴處理1h；④用去離子水在80℃水浴處理1h。將處理好的Nafion膜置于去離子水中，在冰箱中2℃保存備用。所得處理后的nafion膜為無色透明膜。