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公开(公告)号:CN115084608B
公开(公告)日:2024-05-17
申请号:CN202210696054.0
申请日:2022-06-20
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: H01M8/1018 , H01M8/1069
Abstract: 本发明提供一种抗氧化型质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:A)将氧化剂和自由基清除剂纳米颗粒加入酸溶液中,得到氧化剂溶液;所述自由基清除剂纳米颗粒为氧化铈纳米颗粒和/或氧化锰纳米颗粒;B)将氧化剂溶液与导电聚合物单体的酸溶液混合均匀,得到混合溶液;C)在质子交换膜的一侧加入混合溶液,进行原位生长,形成含有自由基清除剂纳米颗粒的导电聚合物层,得到抗氧化型质子交换膜。本发明采用质子交换膜作为基础膜层,导电聚合物在膜表面进行原位生长,将自由基清除剂颗粒包裹起来,防止颗粒聚集,同时缓解自由基清除剂的流失,延长其使用寿命,提高燃料电池的稳定性。本发明还提供一种抗氧化型质子交换膜和质子交换膜燃料电池。
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公开(公告)号:CN115084608A
公开(公告)日:2022-09-20
申请号:CN202210696054.0
申请日:2022-06-20
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: H01M8/1018 , H01M8/1069
Abstract: 本发明提供一种抗氧化型质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:A)将氧化剂和自由基清除剂纳米颗粒加入酸溶液中,得到氧化剂溶液;所述自由基清除剂纳米颗粒为氧化铈纳米颗粒和/或氧化锰纳米颗粒;B)将氧化剂溶液与导电聚合物单体的酸溶液混合均匀,得到混合溶液;C)在质子交换膜的一侧加入混合溶液,进行原位生长,形成含有自由基清除剂纳米颗粒的导电聚合物层,得到抗氧化型质子交换膜。本发明采用质子交换膜作为基础膜层,导电聚合物在膜表面进行原位生长,将自由基清除剂颗粒包裹起来,防止颗粒聚集,同时缓解自由基清除剂的流失,延长其使用寿命,提高燃料电池的稳定性。本发明还提供一种抗氧化型质子交换膜和质子交换膜燃料电池。
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公开(公告)号:CN105148749A
公开(公告)日:2015-12-16
申请号:CN201510519338.2
申请日:2015-08-20
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供一种扩散渗析膜的制备方法,包括以下步骤:A)将溴甲基化聚(2,6-二甲基1,4-苯撑氧)的膜液涂覆在基底上,再将表面涂覆有膜液的基底浸渍于醇溶液中,得到基膜,所述醇溶液的浓度为0~100wt%;B)将所述基膜浸泡于多胺与碱性溶液的混合溶液中;C)将步骤B)得到的改性膜浸渍于叔胺溶液中,得到扩散渗析膜。本申请以溴甲基化聚(2,6-二甲基1,4-苯撑氧)为原料,采用非溶剂相转化法制备不同孔结构的多孔膜,通过多胺以及叔胺对多孔膜分别进行改性及荷电化处理。本申请制备的扩散渗析膜制备方法简单,孔结构可控,选择分离性能显著,有利于工业化应用。
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公开(公告)号:CN115888417B
公开(公告)日:2024-06-04
申请号:CN202211527013.5
申请日:2022-12-01
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供一种反应‑分离双功能双极膜及其制备方法,包括:A)、将阳离子交换膜液喷涂在基体上,烘干,得到阳离子交换膜层;B)、在阳离子交换膜层上全喷涂正电性聚合物溶液改性,烘干,得到单多价阳离子交换膜;C)、在单多价阳离子交换膜上部分喷涂阴离子交换膜液,烘干,得到反应‑分离双功能双极膜。本发明制备的双极膜,首次将单极膜的物理分离作用和双极膜的化学反应作用耦合到一张膜,既是良好的水解离反应器,又具备单多价离子筛分的作用,打破了传统双极膜不具备离子筛分作用以及单多价离子交换膜离子通量和选择性之间的平衡效应,且对一价离子具有高通量、高选择性,拓宽其应用领域。
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公开(公告)号:CN114855217A
公开(公告)日:2022-08-05
申请号:CN202210652117.2
申请日:2022-06-10
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供了一种基于原位生长纳米片的双极膜制备方法,包括如下步骤:将磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液流延在基体上,并将流延有膜液的基体进行加热,直至所述膜液中的部分磺酸基团发生交联,得到交联型阳离子交换膜层;将所述交联型阳离子交换膜层的一侧浸泡碱性高铁酸钾溶液,得到羟基氧化铁纳米片阵列双极膜界面层;在所述双极膜界面层上喷涂季胺型聚苯醚阴离子交换膜液,烘干即得双极膜。本发明制备的双极膜的水通量增高。通过原位生长的方式将羟基氧化铁纳米片阵列固定在双极膜界面层内,提升界面层亲水性,并且原位生长技术显著提高催化层和膜层的界面结合力,水解离电压的大幅降低,产酸产碱性能的显著提升。
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公开(公告)号:CN104524976B
公开(公告)日:2016-08-24
申请号:CN201510030196.3
申请日:2015-01-21
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: B01D61/48
CPC classification number: Y02A20/134
Abstract: 本发明公开了一种用于一/多价离子选择性分离的电纳滤装置,其特征在于:由阳极室、阴极室及夹在阳极室和阴极室之间的一组或多组功能隔室单元构成;功能隔室单元由淡化室和浓缩室构成;阳极室、阴极室与功能隔室单元之间通过离子交换膜间隔,同一组功能隔室单元的淡化室和浓缩室之间通过纳滤膜间隔,前一组功能隔室单元的浓缩室与后一组功能隔室单元的淡化室之间通过离子交换膜间隔。本发明首次将纳滤膜用于电渗析过程中一/多价离子的选择性分离,在电场下,阴阳离子定向迁移,纳滤膜的多孔支撑层有利于离子的传输,其致密的界面聚合层可以有效地对多价态离子进行截留,从而在离子迁移及孔径筛分的共同作用下实现一/多价离子的选择性分离。
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公开(公告)号:CN114855217B
公开(公告)日:2024-10-18
申请号:CN202210652117.2
申请日:2022-06-10
Applicant: 中国科学技术大学
Abstract: 本发明提供了一种基于原位生长纳米片的双极膜制备方法,包括如下步骤:将磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液流延在基体上,并将流延有膜液的基体进行加热,直至所述膜液中的部分磺酸基团发生交联,得到交联型阳离子交换膜层;将所述交联型阳离子交换膜层的一侧浸泡碱性高铁酸钾溶液,得到羟基氧化铁纳米片阵列双极膜界面层;在所述双极膜界面层上喷涂季胺型聚苯醚阴离子交换膜液,烘干即得双极膜。本发明制备的双极膜的水通量增高。通过原位生长的方式将羟基氧化铁纳米片阵列固定在双极膜界面层内,提升界面层亲水性,并且原位生长技术显著提高催化层和膜层的界面结合力,水解离电压的大幅降低,产酸产碱性能的显著提升。
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公开(公告)号:CN114976166A
公开(公告)日:2022-08-30
申请号:CN202210695770.7
申请日:2022-06-20
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: H01M8/1072 , H01M8/1004 , H01M8/1041 , H01M8/1051 , H01M8/1067
Abstract: 本发明提供了一种耐氧化型阳离子交换膜的制备方法,包括以下步骤:A)在超声条件下,将导电聚合物单体与盐酸溶液混合,得到聚合物单体溶液;B)将高锰酸钾加入所述聚合物溶液中,得到混合溶液;C)将阳离子交换膜的两侧分别加入混合溶液和与步骤A)中同浓度的盐酸溶液,进行原位生长,得到耐氧化型阳离子交换膜。本发明中的自由基淬灭层的疏松多孔结构,可以与催化剂层的疏松结构具有更大的接触面积,使二者结合更加紧密,减小氢离子的传质阻力,从而提升电池效率;同时自由基淬灭层的存在可以达到良好的自由基清除效果,提升燃料电池稳定性。本发明还提供了一种耐氧化型阳离子交换膜和耐氧化型膜电极。
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公开(公告)号:CN104524976A
公开(公告)日:2015-04-22
申请号:CN201510030196.3
申请日:2015-01-21
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: B01D61/48
CPC classification number: Y02A20/134
Abstract: 本发明公开了一种用于一/多价离子选择性分离的电纳滤装置,其特征在于:由阳极室、阴极室及夹在阳极室和阴极室之间的一组或多组功能隔室单元构成;功能隔室单元由淡化室和浓缩室构成;阳极室、阴极室与功能隔室单元之间通过离子交换膜间隔,同一组功能隔室单元的淡化室和浓缩室之间通过纳滤膜间隔,前一组功能隔室单元的浓缩室与后一组功能隔室单元的淡化室之间通过离子交换膜间隔。本发明首次将纳滤膜用于电渗析过程中一/多价离子的选择性分离,在电场下,阴阳离子定向迁移,纳滤膜的多孔支撑层有利于离子的传输,其致密的界面聚合层可以有效地对多价态离子进行截留,从而在离子迁移及孔径筛分的共同作用下实现一/多价离子的选择性分离。
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公开(公告)号:CN115911474A
公开(公告)日:2023-04-04
申请号:CN202211715654.3
申请日:2022-12-29
Applicant: 中国科学技术大学
IPC: H01M8/1004 , H01M4/88 , H01M4/86
Abstract: 本发明提供了一种燃料电池用全喷涂膜电极组件的制备方法。与现有技术相比,本发明提供的膜电极组件中离子交换膜层与催化剂层均通过喷涂法制备,可以避免传统CCS法制备膜电极组件所面临的界面问题以及传统的CCM法制备膜电极组件遇到的膜溶胀/收缩以及催化层损坏等问题,可形成良好的催化层‑离子交换膜界面,从而提高催化剂的利用效率和界面处的传质行为;并且催化剂效率的提高可以帮助实现降低膜电极组件中的催化剂用量;而界面处的传质速率的提升可以帮助膜电极组件在用于与燃料电池时表现出更好的低湿度性能,从而降低其湿度依赖性。
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