[發明專利]陶瓷組合物、微濾陶瓷膜及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211303564.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115557778A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 李丹;石勇;卞鐵錚;祝菁澤;馬金成;楊佳麗
• 申請（專利權）人: 江蘇天合綠色氫能源科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/46;C04B35/48;C04B35/14;C04B35/622;C04B38/06;C25B15/08;C25B1/04;B01D71/02;B01D67/00;B01D69/02
• 代理公司: 北京正桓知識產權代理事務所(普通合伙) 11979
• 代理人: 于寶慶

本發明涉及陶瓷組合物、微濾陶瓷膜及其制備方法與應用。該陶瓷組合物，包含如下組分：陶瓷骨料，0.01～5wt％的造孔劑，增塑劑，和0.01～5wt％的顆粒粘結劑，基于所述陶瓷組合物的總重量，其中，所述陶瓷骨料為TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂中的一種或多種，粒徑為1～500μm。利用本申請組合物制備得到的陶瓷微濾膜具有高孔隙率和大的孔徑，將所制得的陶瓷膜用于過濾電解制氫工藝中循環的堿液，可以有效的去除堿液中的懸浮物，保證電解水制氫過程的運行穩定性。

技術領域

本發明涉及陶瓷組合物以及微濾陶瓷膜，特別是用于制氫技術領域的微濾陶瓷膜以及應用于電解槽堿液循環處理。

背景技術

氫能是高效清潔環保型能源，是實現碳中和的重要支撐。目前，商業化制氫技術中電解水制氫技術成熟，應用廣泛。堿性水電解是實現大規模制氫的關鍵技術，也是目前最成熟的制氫技術之一。在大規模應用過程中，長期穩定循環運行是核心關鍵。但是，堿水電解制氫系統在運行過程中，容易存在催化劑脫落、極板電腐蝕等問題，導致堿液在循環過程中槽內容易積累大量懸浮物，增加體系內阻，導致系統單位電耗增加。目前堿水電解槽中堿液循環過程中常使用的是鎳網過濾器，這種過濾器存在著孔徑較大的問題，堿液中的懸浮物不易去除，從而依然存在運行時間延長，電解槽單位電耗增加的問題。

發明內容

本申請提供一種用于制備微濾陶瓷膜的陶瓷組合物，包含如下組分：

陶瓷骨料，0.01～5wt％的造孔劑，增塑劑，和0.01～5wt％的顆粒粘結劑，基于所述陶瓷組合物的總重量，

其中，所述陶瓷骨料為TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂中的一種或多種，粒徑為1～500μm。

在一種實施方式中，所述造孔劑為無機碳粉顆粒、碳纖維或二維碳納米片中的一種或多種；優選地，無機碳粉顆粒的粒徑為100nm～5μm；碳纖維直徑10nm～500nm；二維碳納米片大小為10～100nm×10～100nm。

在一種實施方式中，所述粘結劑為TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂中的一種或多種，粒徑為5～200nm。

在一種實施方式中，增塑劑為聚乙烯醇；優選地，聚乙烯醇為質量分數20％的聚乙烯醇水溶液，添加量為0.01～3％體積分數。

另一方面，本申請還提供一種微濾陶瓷膜的制備方法，包括：

S1提供上述陶瓷組合物；

S2將所述陶瓷組合物經球磨后，形成陶瓷膜坯體；

S3將所述陶瓷膜坯體煅燒，得到所述微濾陶瓷膜。

在一種實施方式中，煅燒溫度為1000～2000℃，煅燒時間2～10h。

在一種實施方式中，所述微濾陶瓷膜的孔隙率為30-70％，平均孔徑為15-100μm。

在一種實施方式中，所述微濾陶瓷膜的孔隙率為30-60％，平均孔徑為15-100μm。

本申請還涉及本申請的微濾陶瓷膜在電解制氫中的應用。本申請還涉及一種電解液循環處理方法，包括：使經分離器分離的來自電解槽的電解液進入包含本申請微濾陶瓷膜的過濾器，得到過濾的電解液；

將過濾的電解液輸送回所述電解槽。