[發明專利]一種ePTFE增強型質子交換膜成型方法

在審

• 申請號: 201811452921.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111261915A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王素力;馬文佳;孫公權;李煥巧
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/1069
• 分類號: H01M8/1069;H01M8/1018;H01M8/1086
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種ePTFE增強型質子交換膜的成型方法，其特征在于：

1)配置陽離子交換樹脂溶液；

2)用ePTFE膜將板狀工作電極與板狀對電極相對的表面包裹上；

3)將工作電極和對電極垂直放入陽離子交換樹脂溶液中，板面平行相對或相向放置，進行電沉積，于板狀工作電極表面得一含少量溶劑的ePTFE增強型質子交換膜；

4)將所得ePTFE增強型質子交換膜從工作電極上剝離，烘干；

5)將步驟4)中剝離得到的膜置于0.01-2M酸溶液中浸泡處理24小時以上，再利用水浸泡并超聲處理1小時以上，重復上述酸、水處理過程2-5次；并將處理后的膜烘干，獲得ePTFE增強型質子交換膜。

2.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：

所述陽離子交換樹脂為全氟磺酸樹脂、全氟磺酰亞胺磺酸樹脂、部分含氟磺酸樹脂、部分含氟磺酰亞胺磺酸樹脂、磺化聚芳醚酮、磺化聚芳醚砜、磺化聚酰亞胺、磺化聚苯乙烯、磺化聚苯醚中的一種或二種以上，陽離子交換樹脂溶液的質量固含量為1-25％(優選5-15％)。

3.按照權利要求2所述的成型方法，其特征在于：

所述陽離子交換樹脂溶液的質量固含量優選為5-15％。

4.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述陽離子交換樹脂溶液采用的溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、N、N-二甲基甲酰胺、N、N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、環丁砜中的一種或二種以上。

5.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述板狀工作電極和板狀對電極為表面平整，厚度均勻的金屬板、導電玻璃、石墨板、碳紙中的一種或兩種。

6.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：用浸漬過上述陽離子交換樹脂溶液的ePTFE膜將工作電極的一側或者兩側表面包裹上。

7.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：

工作電極與對電極的距離為0.1-10cm cm；

采用恒電壓模式，電壓設定為0.1-30.0V,電沉積時間10秒-1小時；

采用恒電流模式，電流密度設定為0.01-10mA/cm2,電沉積時間10秒-1小時。

8.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：

采用恒電壓模式，電壓優選為0.2-10V,電沉積時間優選為1-20分鐘；

采用恒電流模式，電流密度優選為0.1-5mA/cm2,電沉積時間優選為1-20分鐘。

9.按照權利要求1所述的成型方法，其特征在于：

所述酸為硫酸、鹽酸、醋酸、硝酸、磷酸中的一種或二種以上，所述酸的優選濃度為0.5-1M。

10.按照權利要求1-9任一所述方法制得的ePTFE增強型質子交換膜，其特征在于：所得膜為干膜厚度為5-30μm的ePTFE增強膜。