CN117107297B - 增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合隔膜技术领域，具体涉及增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜及制备方法。制备方法包括以下步骤：将粘结剂、致孔剂、纳米/微米无机物颗粒分散到有机溶剂中，得到铸膜液；将铸膜液均匀涂布在支撑层两侧，经过凝固浴处理得到含涂层的支撑网复合膜；将亲水高分子化合物、表面活性剂、致孔剂分散到水中，得到水相溶液；将有机相单体分散到有机相溶剂中，得到有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，再浸入有机相溶液中，然后取出干燥，得到复合隔膜。本发明通过界面聚合反应增强了复合隔膜的气体阻隔性，提高了碱性电解水制氢装置的安全性，整个制备过程简单易行、绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及复合隔膜技术领域，具体涉及增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜及制备方法。
背景技术
氢气具有高能量密度（120-140MJ.kg-1）、灵活性和环境友好性，是一种理想的能量载体。电解水制氢作为最有发展潜力的绿色氢能供应方式，受到许多研究者的广泛研究。目前常见的电解水制氢方式有碱性水电解和质子交换膜水电解（PEM），其中质子交换膜（PEM）电解具有相对较高的电流密度（1-2A.cm-2）和较短的启动时间（5-10min），但是其双极板需要贵金属（铂或铱）和钛粉作为催化剂，质子交换膜和铂电极催化剂等关键组件成本较高，导致PEM电解槽制造成本较高；而碱性水电解与非贵金属催化剂相容性好，成熟度高，成本较低，是工业上主要的电解水制氢方式。
碱性隔膜电解主要通过具有阴极室和阳极室的电解槽来完成，隔膜作为核心部件用于离子传导、隔绝氢氧气体渗透，从而保证电解装置运行安全。目前作为碱性电解水制氢用的隔膜包括无机隔膜、有机隔膜和无机-有机复合隔膜。其中，无机隔膜主要为石棉，但由于石棉隔膜自身的溶胀性及化学不稳定性，导致纯石棉隔膜在特定的运行环境中，特别是高电流负荷下，会严重溶胀，导致隔膜力学强度下降、使用寿命缩短，电流效率明显下降，且石棉粉尘还会引起肺部疾病的危害。有机隔膜主要为聚苯硫醚编织布，其孔径较大，难以有效隔绝气体，同时不能适应加压运行环境限制电解槽的性能及结构优化。因此，无机-有机复合隔膜成为碱性隔膜电解水制氢的研究热点。
例如，专利CN114432906A中公开了一种耐高温碱性水电解槽复合隔膜及其制备方法，选用聚砜和ZrO2作为原材料制作浆料，选用PPS网状纤维作为支撑物，将其浸润在浆料中，确定厚度后进行刮涂，预蒸发后用去离子水进行相转化，用去离子水多次清洗后得聚苯硫醚网支撑聚砜-ZrO2复合膜。
CN114432905A中公开了一种非石棉碱性电解水复合隔膜及其制备方法，利用高耐碱性聚砜树脂和高分子补强剂作为聚合物，用ZrO2对聚合物进行亲水改性，从而有效降低面电阻，提高电流效率。
上述专利提供的复合隔膜虽然都在一定程度上提高了电流效率，并具有良好的耐腐蚀性，但是复合隔膜的气体阻隔性较差，仅适用于常压制氢设备，加压后存在氢气、氧气渗透的安全性问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜，具有良好的气体阻隔性和亲水性，化学性能稳定，提高了碱性电解水制氢装置的安全性；本发明还提供其制备方法，整个制备过程简单易行、绿色环保。
本发明所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备铸膜液：将粘结剂、致孔剂、纳米/微米无机物颗粒分散到有机溶剂中，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将铸膜液均匀涂布在支撑层两侧，经过凝固浴处理得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将亲水高分子化合物、表面活性剂、致孔剂分散到水中，得到水相溶液；将有机相单体分散到有机相溶剂中，得到有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中浸润5-10min，再浸入有机相溶液中5-10min，然后取出干燥，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
步骤（1）中，粘结剂为聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一种或多种；优选的，磺化聚砜、磺化聚醚砜的磺化度为5-10%。
步骤（1）中，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或两种。
步骤（1）中，纳米/微米无机物颗粒的粒径为30nm-100μm；选自Ⅳ-B族、Ⅲ-B族元素的氧化物中的一种或多种；优选为氧化锆、氧化钛、氧化铈、氧化锌、氯化镁、氯化铁中的一种或多种；进一步优选为氧化锆、氯化镁中的一种或两种。纳米/微米无机物颗粒的加入有利于提升亲水性及增加隔膜表面微孔。
步骤（1）中，有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；优选为N-甲基吡咯烷酮。
步骤（1）中，以质量百分比计，铸膜液的原料组成为：粘结剂5-10%、致孔剂5-10%、纳米/微米无机物颗粒20-30%、有机溶剂50-60%。
步骤（1）中，在制备铸膜液时，采用常压加热搅拌的方式将粘结剂、致孔剂、纳米/微米无机物颗粒分散到有机溶剂中，加热温度为60-80℃。
步骤（2）中，支撑层为聚苯硫醚（PPS）纤维网布，网布网孔孔径在50-60目之间。
步骤（2）中，铸膜液单侧涂布厚度为100-300μm。
在一种实施方式中，在涂布铸膜液时，先在玻璃板上刮涂一层铸膜液，将PPS纤维网布附在铸膜液表面后，在PPS纤维网布上面再进行另一侧刮涂，经过凝固浴处理得到含涂层的支撑网复合膜。
步骤（2）中，凝固浴为水浴，处理过程为：将涂布铸膜液后的支撑层在空气中静置20-40s，然后浸入25-30℃的去离子水中，等有机溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜。
步骤（3）中，以质量百分比计，水相溶液的原料组成为：亲水高分子化合物3-5%，表面活性剂0.5-1%，致孔剂0.5-2%，水92-96%。
其中，亲水高分子化合物为聚乙酰亚胺。本发明的复合隔膜用于碱性电解水制氢，电解运行环境一般为30wt.%的碱液，因此所采用的亲水高分子化合物需要同时满足亲水和耐碱的要求，故采用聚乙烯亚胺作为亲水高分子化合物。此外，聚乙烯亚胺表面有较多氨基和亚氨基，可为膜用于碱性电解水制氢方面提供有利基团。
表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；优选为十二烷基硫酸钠。表面活性剂的加入可使水相溶液与膜面更好的接触。
致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或两种；优选为聚乙烯吡咯烷酮。加入致孔剂的目的是使交联层生成微孔促进电解液通过，避免电解电阻增大。
步骤（3）中，以质量百分比计，有机相溶液的原料组成为：有机相单体12-18%，有机相溶剂82-88%。
其中，有机相单体为戊二醛或异氰尿酸缩水甘油酯。
有机相溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种。
步骤（3）中，含涂层的支撑网复合膜在水相溶液和有机相溶液中的浸润温度均为25-30℃。
步骤（3）中，干燥温度为60-80℃，干燥时间为5-10min。
本发明中，水相溶液中的聚乙酰亚胺为亲水高分子化合物，其可以填充在膜内孔道，赋予膜优异的亲水性；同时在膜表面与有机相单体（戊二醛或异氰尿酸缩水甘油酯）发生反应，在膜表面形成交联膜层，保护膜面本身的大孔径微孔，在保证电解液传输的同时缩小了膜面孔径，在电解过程中气体透过受到阻力，从而降低气体渗透率，起到阻隔气体渗透的作用。但是，部分微小气泡粘附会导致膜面电阻的增加，降低电解性能，故本发明在交联膜层中A记录致孔剂，使交联层生成微孔促进电解液通过，避免电解电阻增大。
本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜，气体渗透率低于8.0×10-7m3/（m2.Pa.s）。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明采用聚乙酰亚胺与戊二醛或异氰尿酸缩水甘油酯反应在复合隔膜表面形成交联层，保护膜面本身的大孔径微孔，在保证电解液传输的同时缩小了膜面孔径，在电解过程中气体透过受到阻力，大大降低了复合隔膜的气体渗透率，有效降低阴阳极产生的氢中氧、氧中氢含量，提高了碱性电解水制氢装置的安全性；
（2）本发明通过在复合隔膜表面形成交联层，使复合隔膜泡点压力提高，泡点孔径和平均孔径减小，有利于降低气体渗透率，同时交联层中致孔剂的加入可以使交联层生成微孔，促进电解液通过，减少电解时隔膜处微小气泡粘附情况，避免电解电阻增大；
（3）本发明的制备工艺灵活性高，简单易行，适用于规模化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1含涂层的支撑网复合膜表面涂层的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1复合隔膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例中所使用的原料，如无特别说明，均为市售常规原料；实施例中所使用的工艺方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
按以下方法制备碱性电解水制氢用复合隔膜：
（1）制备铸膜液：在常压、60℃条件下，先将8g聚砜、2g磺化聚砜（磺化度10%）加入50gN-甲基吡咯烷酮中，搅拌至完全溶解，再加入5g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至完全溶解，然后加入20g氧化锆（粒径30-50nm之间）、3g氯化镁（粒径80-100μm之间），搅拌分散3h，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将干净的玻璃板固定在刮膜机平板上，调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与玻璃板之间的距离）为100μm，设置刮膜速度为50mm/min，取铸膜液置于玻璃板上开始刮涂，后将聚苯硫醚编织网（网孔孔径50目）附在上述铸膜液层上，然后调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与聚苯硫醚编织网之间的距离）为100μm进行二次刮涂，使铸膜液均匀涂布在支撑层两侧；刮涂结束后，在空气中静置30s，然后浸入25℃去离子水中，等溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将4g聚乙烯亚胺、1g十二烷基硫酸钠、1g聚乙烯吡咯烷酮加入94g去离子水中，混合均匀作为水相溶液；将15g戊二醛加入85g乙醇中，混合均匀作为有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，在25℃下浸润5min进行反应，再浸入有机相溶液中，在25℃下浸润5min，然后取出，在60℃下干燥10min，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
其中，含涂层的支撑网复合膜表面涂层的扫描电镜图如图1所示，复合隔膜的扫描电镜图如图2所示。从图1中可观察到未增加交联层的膜面结构孔径较大且分布较为密集，在电解过程中阴阳极产生的气体会随电解液流动。从图2可以看出，膜表面经过交联层的填充，微孔明显减少，保证了电解液通过的同时可以阻隔大部分气体。
实施例2
按以下方法制备碱性电解水制氢用复合隔膜：
（1）制备铸膜液：在常压、80℃条件下，先将3g聚砜、2g磺化聚砜（磺化度10%）加入60gN,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至完全溶解，再加入3g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至完全溶解，然后加入20g氧化钛（粒径30-50nm之间）、5g氧化锌（粒径80-100μm之间），搅拌分散3h，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将干净的玻璃板固定在刮膜机平板上，调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与玻璃板之间的距离）为300μm，设置刮膜速度为50mm/min，取铸膜液置于玻璃板上开始刮涂，后将聚苯硫醚编织网（网孔孔径60目）附在上述铸膜液层上，然后调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与聚苯硫醚编织网之间的距离）为300μm进行二次刮涂，使铸膜液均匀涂布在支撑层两侧；刮涂结束后，在空气中静置40s，然后浸入25℃去离子水中，等溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将3g聚乙烯亚胺、1g十二烷基硫酸钠、2g聚乙烯吡咯烷酮加入94g去离子水中，混合均匀作为水相溶液；将12g戊二醛加入88g正丙醇中，混合均匀作为有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，在25℃下浸润10min进行反应，再浸入有机相溶液中，在25℃下浸润10min，然后取出，在80℃下干燥5min，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
实施例3
按以下方法制备碱性电解水制氢用复合隔膜：
（1）制备铸膜液：在常压、70℃条件下，先将5g聚醚砜、3g磺化聚醚砜（磺化度5%）加入55gN,N-二甲基乙酰胺中，搅拌至完全溶解，再加入8g聚乙二醇，继续搅拌至完全溶解，然后加入20g氧化铈（粒径30-50nm之间）、10g氯化铁（粒径80-100μm之间），搅拌分散3h，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将干净的玻璃板固定在刮膜机平板上，调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与玻璃板之间的距离）为100μm，设置刮膜速度为50mm/min，取铸膜液置于玻璃板上开始刮涂，后将聚苯硫醚编织网（网孔孔径50目）附在上述铸膜液层上，然后调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与聚苯硫醚编织网之间的距离）为100μm进行二次刮涂，使铸膜液均匀涂布在支撑层两侧；刮涂结束后，在空气中静置30s，然后浸入25℃去离子水中，等溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将3g聚乙烯亚胺、0.5g十二烷基苯磺酸钠、0.5g聚乙烯吡咯烷酮加入96g去离子水中，混合均匀作为水相溶液；将18g异氰尿酸缩水甘油酯加入82g异丙醇中，混合均匀作为有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，在30℃下浸润10min进行反应，再浸入有机相溶液中，在30℃下浸润10min，然后取出，在60℃下干燥10min，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
实施例4
按以下方法制备碱性电解水制氢用复合隔膜：
（1）制备铸膜液：在常压、60℃条件下，先将8g聚醚砜、2g磺化聚醚砜（磺化度5%）加入70gN-甲基吡咯烷酮中，搅拌至完全溶解，再加入5g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至完全溶解，然后加入18g氧化锆（粒径30-50nm之间）、2g氯化镁（粒径80-100μm之间），搅拌分散3h，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将干净的玻璃板固定在刮膜机平板上，调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与玻璃板之间的距离）为100μm，设置刮膜速度为50mm/min，取铸膜液置于玻璃板上开始刮涂，后将聚苯硫醚编织网（网孔孔径50目）附在上述铸膜液层上，然后调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与聚苯硫醚编织网之间的距离）为100μm进行二次刮涂，使铸膜液均匀涂布在支撑层两侧；刮涂结束后，在空气中静置30s，然后浸入30℃去离子水中，等溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将5g聚乙烯亚胺、1g十二烷基硫酸钠、2g聚乙二醇加入92g去离子水中，混合均匀作为水相溶液；将15g异氰尿酸缩水甘油酯加入85g乙醇中，混合均匀作为有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，在30℃下浸润8min进行反应，再浸入有机相溶液中，在30℃下浸润8min，然后取出，在70℃下干燥8min，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
实施例5
按以下方法制备碱性电解水制氢用复合隔膜：
（1）制备铸膜液：在常压、60℃条件下，先将5g聚砜、5g磺化聚砜（磺化度10%）加入65gN-甲基吡咯烷酮中，搅拌至完全溶解，再加入10g聚乙二醇，继续搅拌至完全溶解，然后加入20g氧化锆（粒径30-50nm之间）、8g氧化锌（粒径80-100μm之间），搅拌分散3h，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将干净的玻璃板固定在刮膜机平板上，调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与玻璃板之间的距离）为100μm，设置刮膜速度为50mm/min，取铸膜液置于玻璃板上开始刮涂，后将聚苯硫醚编织网（网孔孔径60目）附在上述铸膜液层上，然后调节铸膜液涂布厚度（即刮刀与聚苯硫醚编织网之间的距离）为300μm进行二次刮涂，使铸膜液均匀涂布在支撑层两侧；刮涂结束后，在空气中静置20s，然后浸入30℃去离子水中，等溶剂完全置换后形成表面涂层，清洗干燥，得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将4g聚乙烯亚胺、1g十六烷基三甲基溴化铵、1g聚乙烯吡咯烷酮加入94g去离子水中，混合均匀作为水相溶液；将15g戊二醛加入85g乙醇中，混合均匀作为有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中，在25℃下浸润5min进行反应，再浸入有机相溶液中，在25℃下浸润5min，然后取出，在60℃下干燥10min，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜。
对比例1
本对比例提供一种碱性电解水制氢用复合隔膜，不进行界面聚合反应，将实施例1步骤（2）制备的含涂层的支撑网复合膜直接作为碱性电解水制氢用复合隔膜。
对比例2
本对比例为日本东丽聚苯硫醚隔膜，厚度0.5±0.1mm。
对比例3
本实施例与实施例1的不同点仅在于，步骤（3）中水相不添加表面活性剂十二烷基硫酸钠。
对比例4
本实施例与实施例1的不同点仅在于，步骤（3）中水相不添加致孔剂聚乙烯吡咯烷酮。
对比例5
本实施例与实施例1的不同点仅在于，步骤（3）中水相组成为：1g聚乙烯亚胺、1g十二烷基硫酸钠、1g聚乙烯吡咯烷酮、97g去离子水。
将各实施例和对比例的隔膜进行面电阻、孔径、气体渗透率及运行电解电压的测试，测试方法和结果如下：
（1）面电阻测试：
采用普林斯顿PARSTAT 3000-DX测试复合隔膜的面电阻，采用不锈钢夹具将复合隔膜固定，在复合隔膜两侧加入浓度30wt.%的KOH溶液，将其封装密闭后用电极夹夹住阴阳极进行测试，测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出，对比例2的市售聚苯硫醚隔膜面电阻较高；相较于对比例1中未经表面交联层处理的膜样，实施例1-5中经过表面交联处理的膜样面电阻有所增大；对比例4中不添加致孔剂生成的交联层较为致密，膜样面电阻较大；对比例3和5中不添加表面活性剂或降低有机相成分生成的交联层微孔较多，面电阻相较于实施例1有所减小。此外，对于膜厚，由于刮膜过程中存在差异，聚苯硫醚编织网在铸膜液不一定是中间位置，导致模样厚度存在偏差，且目数越大的聚苯硫醚编织网越致密，铸膜液渗透较少，膜厚就越大。
（2）孔径测试：
采用贝士德BSD-PB测试复合隔膜的泡点压力、泡点孔径、平均孔径、气体渗透率（氧气），测试结果如表2所示。
表2
从表2中可以看出，对比例1中未经表面交联层处理的膜样和对比例2的市售聚苯硫醚隔膜表现出较低的泡点压力和较高的气体渗透率值，不利于电解水制氢；实施例1-5中经过表面交联处理的膜样均有较低的气体渗透率，表现出较好的气体阻隔能力；对比例4中不添加致孔剂生成的交联层较为致密，泡点压力较大，氧气渗透率低；对比例3和5中不添加表面活性剂或降低有机相成分生成的交联层微孔较多，利于电解液穿过，所以泡点压力略小，氧气渗透率略高。
（3）运行电流电压测试：
将复合隔膜安装到有效面积为50mm×50mm的电解槽中，进行碱性电解水运行电解电压测试，测试条件为：30wt.%KOH溶液，80℃，1.8V，测试3次取均值，测试结果如表3所示。
表3
从表3中可以看出，对比例2的市售聚苯硫醚隔膜电解性能较差；对比例1中未经表面交联层处理的膜样表现出最优异的电解性能，但较高的气体渗透率值限制其应用；实施例1-5中经过表面交联处理的膜样表现出较好的气体阻隔能力和电解性能；对比例4中不添加致孔剂生成的交联层较为致密，电解液透过及气泡脱出受阻导致运行电流电压较低；对比例3中不添加表面活性剂生成的交联层微孔较多，利于电解液穿过，运行电流电压较高；对比例5中降低有机相成分，表面交联层有效物质减少，难以耐受强碱性运行环境，运行电流电压较低。
综合表1-3的测试结果可知，本发明制备的复合隔膜泡点压力提高，泡点孔径和平均孔径减小，尤其是气体渗透率大大降低，可见本发明中采用的阻隔气体的交联层起到了良好的效果。从电解水运行数据中可得出，虽然不采用交联层的对比例1获得了更高的电解效率，但从装置安全性考虑，加入交联层以较少的电流密度损失获得了氢、氧气体阻隔能力的大幅度提升，是利大于弊的。
Claims (7)
1.一种增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备铸膜液：将粘结剂、致孔剂、纳米/微米无机物颗粒分散到有机溶剂中，得到铸膜液；
（2）涂布铸膜液：将铸膜液均匀涂布在支撑层两侧，经过凝固浴处理得到含涂层的支撑网复合膜；
（3）制备复合隔膜：将亲水高分子化合物、表面活性剂、致孔剂分散到水中，得到水相溶液；将有机相单体分散到有机相溶剂中，得到有机相溶液；将含涂层的支撑网复合膜先浸入水相溶液中浸润5-10min，再浸入有机相溶液中5-10min，然后取出干燥，得到增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜；
步骤（3）中，以质量百分比计，水相溶液的原料组成为：亲水高分子化合物3-5%，表面活性剂0.5-1%，致孔剂0.5-2%，水92-96%；
其中，亲水高分子化合物为聚乙酰亚胺；表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或两种；
以质量百分比计，有机相溶液的原料组成为：有机相单体12-18%，有机相溶剂82-88%；
其中，有机相单体为戊二醛或异氰尿酸缩水甘油酯；有机相溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种；
所述制备方法制备得到的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜，气体渗透率低于8.0×10-7m3/（m2·Pa·s）。
2.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，粘结剂为聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一种或多种；其中，磺化聚砜、磺化聚醚砜的磺化度为5-10%。
3.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或两种；
纳米/微米无机物颗粒为氧化锆、氧化钛、氧化铈、氧化锌、氯化镁、氯化铁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，以质量百分比计，铸膜液的原料组成为：粘结剂5-10%、致孔剂5-10%、纳米/微米无机物颗粒20-30%、有机溶剂50-60%。
6.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，支撑层为聚苯硫醚纤维网布，网布的网孔孔径在50-60目之间。
7.根据权利要求1所述的增强气体阻隔性的碱性电解水制氢用复合隔膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，铸膜液单侧涂膜厚度为100-300μm。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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