[發明專利]一種膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法在審
| 申請號: | 201710089091.4 | 申請日: | 2017-02-20 |
| 公開(公告)號: | CN106848355A | 公開(公告)日: | 2017-06-13 |
| 發明(設計)人: | 顧軍;孟貴平;楊德龍;張嚴;蘇明星 | 申請(專利權)人: | 南京大學 |
| 主分類號: | H01M8/1004 | 分類號: | H01M8/1004;H01M4/88;B05D1/04;D04H1/4282;D04H1/728 |
| 代理公司: | 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙)32273 | 代理人: | 張學彪 |
| 地址: | 210093*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 電極 ccm 靜電 紡絲 噴涂 制備 方法 | ||
1.一種膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)、稱取Nafion溶液、聚丙烯酸、異丙醇和去離子水,并混合攪拌得到混合均勻的電紡溶液,其中,Nafion和聚丙烯酸的質量比為4:1~20:1,電紡溶液的濃度為2wt%~5wt%;
2)、通過靜電紡絲利用步驟1)得到的電紡溶液制備得到聚合物納米纖維膜;
3)、將步驟3)得到的聚合物納米纖維膜熱壓在質子交換膜的兩面,得到復合膜;
4)、稱取Pt/C催化劑、Nafion溶液、異丙醇和去離子水,其中,Pt/C催化劑和Nafion的質量比為4:1~8:1,得到濃度為3wt%~8wt%混合溶液;
5)、選取靜電噴涂的接收器并接地,將步驟3)得到的復合膜放置在所述接收器上,利用靜電噴涂方法將步驟4)得到的混合溶液噴涂在所述復合膜的兩面,得到膜電極CCM。
2.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,
步驟2)中通過過靜電紡絲利用步驟1)得到的電紡溶液制備得到聚合物納米纖維膜包括以下步驟:
一、在靜電紡絲的收集滾筒上固定好鋁箔,利用注射器取步驟1)的電紡溶液并將注射器固定在注射泵上,將注射器的針頭與高壓電源正極連接,滾筒接地,調節針頭與滾筒的距離為8~10cm;
二、打開注射泵,當針頭出現液滴時,打開高壓電源,調節電壓為9KV-12KV,調節滾筒轉速至50-250rpm;
三、開始電紡,電紡時間為10min~60min,得到聚合物納米纖維膜。
3.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,
步驟2)中聚合物納米纖維膜的孔隙率大于60%。
4.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟5)中利用靜電噴涂方法將步驟4)得到的混合溶液噴涂在所述復合膜的兩面包括以下步驟:
1、利用注射器取步驟4)的混合溶液,并將注射器固定在注射泵上并將注射器的針頭與高壓電源正極連接,調節針頭與接收器的距離為5-7cm;
2、打開注射泵,當針頭出現液滴時,打開高壓電源開始靜電噴涂,所述復合膜每面的靜電噴涂的時間為10-30min。
5.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟2)中得到的聚合物納米纖維膜還需要進行干燥。
6.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟2)中得到的聚合物納米纖維膜中聚合物納米纖維的直徑小于300nm。
7.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟2)中得到的聚合物納米纖維膜中聚合物納米纖維的直徑小于150nm。
8.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟2)中得到的聚合物納米纖維膜的厚度小于10μm。
9.如權利要求1所述的膜電極CCM的靜電紡絲和靜電噴涂制備方法,其特征在于,步驟2)中得到的聚合物納米纖維膜的厚度4~6μm。
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