复合隔膜及其制备方法、电解装置与流程

本申请涉及电解，特别是涉及一种复合隔膜及其制备方法、电解装置。

背景技术：

1、传统的碱性电解水技术使用聚苯硫醚（pps）织物隔膜来分隔阴极和阳极，阻隔氢氧交叉，但这种隔膜存在亲水性差、阻抗高、阻气能力差的问题。应此研发出了第三代有机无机复合隔膜，此类隔膜相比pps织物隔膜具有更低的面电阻、更高的阻气能力，是未来国内碱性电解水制氢隔膜重要的发展方向。目前，有机无机复合隔膜的传统制备方法主要是非溶剂相转化法，然而，通过该传统方法制备的复合隔膜，通常存在耐久性不佳的问题。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种耐久性更好的复合隔膜及其制备方法、电解装置。

2、本申请的第一方面提供了一种复合隔膜的制备方法，包括：

3、对至少一侧表面上涂布有聚合物浆料的多孔基膜进行预蒸发处理，所述预蒸发处理包括鼓风预蒸发和/或光照预蒸发；

4、将所述预蒸发处理后的多孔基膜浸入凝固浴中进行相转化，以在所述多孔基膜的至少一侧表面上形成聚合物层，制备所述复合隔膜。

5、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：

6、（1）所述鼓风预蒸发包括冷风预蒸发和/或热风预蒸发；

7、（2）所述光照预蒸发包括红外光照和/或紫外光照。

8、在本申请的一些实施方式中，所述预蒸发处理包括鼓风预蒸发和光照预蒸发，所述光照预蒸发在所述鼓风预蒸发之后进行；

9、可选地，所述预蒸发处理包括冷风预蒸发和紫外光照预蒸发。

10、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：

11、（1）所述鼓风预蒸发的风量为50m³/h~1000m³/h；

12、（2）所述鼓风预蒸发的时间为3s~90s；

13、（3）所述光照预蒸发的辐照功率为100w~1000w；

14、（4）所述光照预蒸发的时间为3min~10min。

15、在本申请的一些实施方式中，所述聚合物浆料中包含高分子树脂、无机亲水粉体和有机溶剂。

16、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：

17、（1）所述高分子树脂包括聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物中的至少一种，可选为聚砜和/或聚醚砜；

18、（2）所述无机亲水粉体包括氧化锆、水滑石、氧化钛、氢氧化镁和硫酸钡中的至少一种，可选为氧化锆和/或硫酸钡；

19、（3）所述有机溶剂包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n-苄基吡咯烷酮和n-乙基吡咯烷酮中的至少一种，可选为n-甲基吡咯烷酮和/或二甲基乙酰胺。

20、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：

21、（1）所述聚合物浆料中还包含添加剂；

22、可选地，所述添加剂包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、甲基纤维素、乙基纤维素、聚偏氟乙烯和聚丙二醇中的至少一种，可选为聚乙烯基吡咯烷酮和/或聚环氧乙烷；

23、（2）所述多孔基膜包括聚酯多孔织物、聚苯硫醚多孔织物、聚氨酯多孔织物、聚苯烯腈多孔织物、聚醚醚酮多孔织物和磺化聚醚醚酮多孔织物中的至少一种，可选为聚苯硫醚多孔织物。

24、本申请的第二方面提供了一种复合隔膜，通过本申请第一方面所述的制备方法制得。

25、在本申请的一些实施方式中，所述复合隔膜包括所述多孔基膜和设置于所述多孔基膜至少一侧表面上的所述聚合物层。

26、本申请的第三方面提供了一种电解装置，包括本申请第二方面所述的复合隔膜。

27、采用本申请制备方法制得的复合隔膜，在多孔基膜的表面上生成有致密性更高的聚合物表层，此结构可保证复合隔膜内部离子的导通性，又可加强隔膜的整体强度，降低内部无机亲水粉体从隔膜表层孔中脱落出来的可能性，可使复合隔膜的耐久性得以增强。

技术特征：

1.一种复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预蒸发处理包括所述鼓风预蒸发和所述光照预蒸发，所述光照预蒸发在所述鼓风预蒸发之后进行；

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：

5.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物浆料中包含高分子树脂、无机亲水粉体和有机溶剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：

8.一种复合隔膜，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。

9.根据权利要求8所述的复合隔膜，其特征在于，包括所述多孔基膜和设置于所述多孔基膜至少一侧表面上的所述聚合物层。

10.一种电解装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的复合隔膜。

技术总结本申请提供一种复合隔膜及其制备方法、电解装置，复合隔膜的制备方法包括：对至少一侧表面上涂布有聚合物浆料的多孔基膜进行预蒸发处理，所述预蒸发处理包括鼓风预蒸发和/或光照预蒸发；将所述预蒸发处理后的多孔基膜浸入凝固浴中进行相转化，以在所述多孔基膜的至少一侧表面上形成聚合物层，制备所述复合隔膜。本申请提供的制备方法可有效提升复合隔膜的耐久性。技术研发人员：党健,蒋吾伟,马炬刚受保护的技术使用者：北京元泰能材科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20