[發明專利]一種高效穩定產過氧化氫的新型炭黑空氣擴散陰極片的制備方法

有效

• 申請號: 202010037737.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111206259B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 謝世偉;李慶杰;詹慧;王勝功;趙可;謝劍;姚嘉雄;廖家成
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C25B1/30
• 分類號: C25B1/30;C25B11/065;C25B11/091
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳;劉榮

1.一種產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、分別制作空氣擴散層、催化層和集流導電層；

其中空氣擴散層制作步驟如下：

S1.1.1、將無水乙醇與BP2000型導電炭黑混合、攪拌均勻；再逐滴加入固含量為60％的PTFE乳液，并混合、攪拌均勻；BP2000型導電炭黑、PTFE乳液及無水乙醇的質量體積比為1g:3g:10～20mL；其中，所述的BP2000型導電炭黑的粒徑典型值為15nm；

S1.1.2、將步驟S1.1.1獲得的混合物進行水浴加熱，并攪拌使其成為膠團狀；

S1.1.3、除去步驟S1.1.2獲得的混合物中的多余乙醇；

S1.1.4、將步驟S1.1.3獲得的混合物壓成片狀；

S1.1.5、將步驟S1.1.4獲得的混合物片制成所需形狀；

催化層制作步驟如下：

S1.2.1、將無水乙醇與BP2000型導電炭黑混合、攪拌均勻；再逐滴加入固含量為60％的PTFE乳液，并混合、攪拌均勻；BP2000型導電炭黑、PTFE乳液及無水乙醇的質量體積比為1～2g：1g：20～30mL；其中，所述的BP2000型導電炭黑的粒徑典型值為15nm；

S1.2.2、將步驟S1.2.1中獲得的混合物進行水浴加熱，并攪拌使其成為膠團狀；

S1.2.3、除去步驟S1.2.2獲得的混合物中的多余乙醇；

S1.2.4、將步驟S1.2.3獲得的混合物壓成片狀；

S1.2.5、將步驟S1.2.4獲得的混合物片制成所需形狀；

集流導電層制作步驟如下：

S1.3.1、將導電碳布剪裁成所需形狀；

S2、在步驟S1制得的集流導電層的一個側面上均勻涂抹PTFE乳液作為粘合劑，將步驟S1制得的空氣擴散層粘結在集流導電層上，從而制得雙層結構；

S3、將步驟S2獲得的雙層結構加熱至320-360℃，并保溫20-60min后冷卻至室溫；

S4、在步驟S3獲得的雙層結構的集流導電層的另一側面上均勻涂抹PTFE乳液作為粘合劑，將步驟S1制得的催化層粘結在集流導電層上，從而制得三層結構；

S5、將步驟S4獲得的三層結構加熱至320-360℃，并保溫20-60min后冷卻至室溫，即制成含有三層結構的空氣擴散陰極片。

2.根據權利要求1所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：S1.1.1和S1.2.1中每個步驟的兩次混合均采用超聲攪拌的方法來使混合物混合均勻，且每次攪拌時間均為15-40min。

3.根據權利要求1所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S1.1.2和S1.2.2中的水浴加熱溫度均為80-85℃。

4.根據權利要求1所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S1.1.3和S1.2.3中除去多余乙醇的方法均為采用輥壓機對混合物進行輥壓。

5.根據權利要求1所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S1.1.4和S1.2.4中將混合物壓成片狀均采用輥壓機輥壓的方式壓制。

6.根據權利要求5所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S1.1.4中調整好輥壓間距后，每次以0.05mm差值逐次減小輥壓間距，使空氣擴散層制成所需厚度。

7.根據權利要求5所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：在步驟S1.2.4中將輥壓間距調整至催化層所需厚度尺寸后，對混合物進行兩次以上反復輥壓。

8.根據權利要求1所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S3和S5中使用馬弗爐對混合物進行加熱。

9.根據權利要求1或7所述的產過氧化氫的炭黑空氣擴散陰極片的制備方法，其特征在于：步驟S3和S5中加熱的升溫速率均為5±1℃/min。