2022101827800一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN114540877B
(45)授权公告日2023.10.31
(21)申请号202210182780.0C25B1/04(2021.01)
(22)申请日2022.02.25C25B11/052(2021.01)
(65)同一申请的已公布的文献号(56)对比文件
申请公布号CN114540877ACN103159974A,2013.06.19
WO2016136976A1,2016.09.01
(43)申请公布日2022.05.27CN113871628A,2021.12.31
(73)专利权人西湖大学CN113045734A,2021.06.29
地址310024浙江省杭州市西湖区转塘街CA3066028A1,2021.06.23
道石龙山街18号审查员张海平

(72)发明人孙立成杜健唐堂王琳秦
陈德鑫
(74)专利代理机构杭州汇和信专利代理有限公
司33475
专利代理师薛文玲
(51)Int.Cl.
C25B13/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页
(54)发明名称
一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法及其
应用
(57)摘要
本发明涉及一种溶剂热法处理阴离子交换
膜方法及其应用，该方案包括以下步骤：S000、制
备阴离子交换膜；S100、将阴离子交换膜裁剪至
一定尺寸大小，并置于含有乙二醇/水混合溶液
的聚四氟乙烯反应釜中，置于烘箱之中加热；
S200、取出阴离子交换膜并用去离子水冲洗干
净，随后置于1MKOH中，浸泡一定时间直至该阴
离子交换膜发生充分的离子交换。本发明在不明
显改变膜的机械强度的同时，优化阴离子交换膜
内部有效的离子传输通道，加速催化过程OH‑在
膜内部的传导。有效地平衡了膜的机械强度和
OH‑的传输，提升了AEM电解池的催化电流密度。
CN114540877B
CN114540877B权利要求书1/1页

1.一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
S000、制备PAP‑TP阴离子交换膜；
S100、将PAP‑TP阴离子交换膜裁剪至一定尺寸大小，并置于含有乙二醇/水混合溶液的
聚四氟乙烯反应釜中，将该聚四氟乙烯反应釜置于烘箱之中加热；
其中，乙二醇/水混合溶液中乙二醇和水的体积比为1:2；
S200、加热完成后取出PAP‑TP阴离子交换膜，用去离子水冲洗干净，完成对该PAP‑TP阴
离子交换膜溶剂热处理，随后将溶剂热处理后的PAP‑TP阴离子交换膜置于1MKOH中浸泡
一定时间，直至该PAP‑TP阴离子交换膜发生充分的离子交换。
2.根据权利要求1所述的一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法，其特征在于，步骤S000
中，所述PAP‑TP阴离子交换膜为基于聚芳基哌啶嗡‑三联苯骨架的PAP‑TP阴离子交换膜，该
聚芳基哌啶嗡‑三联苯骨架的铵盐部分与三联苯部分的摩尔比例为85:15。
3.根据权利要求2所述的一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法，其特征在于，步骤S100
中，将PAP‑TP阴离子交换膜裁剪至1.5cm×1.5cm大小。
4.根据权利要求2所述的一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法，其特征在于，步骤S100
中，将聚四氟乙烯反应釜置于烘箱中，在120℃的条件下加热12h。
5.根据权利要求2所述的一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法，其特征在于，步骤S200
中，在80℃条件下，将溶剂热处理后的PAP‑TP阴离子交换膜置于1MKOH溶液中浸泡10h，
使得该PAP‑TP阴离子交换膜发生充分的离子交换。
6.一种基于溶剂热法处理阴离子交换膜的膜电极制备方法，其特征在于，包括以下步
骤：

构建OER和HER电极时，将OER催化剂Ni3FeSex和HER催化剂PtMoNi4/MoO2直接原位生在泡
沫镍之上；

将权利要求1‑5任意一项所述的阴离子交换膜夹在自支撑的OER电极NF‑Ni3FeSex和HER

电极NF‑PtMoNi4/MoO2之间，组装得到膜电极。
7.根据权利要求6所述的一种基于溶剂热法处理阴离子交换膜的膜电极制备方法，其
特征在于，所述膜电极由阴离子交换膜、OER催化剂、HER催化剂及气体扩散层组成。
8.根据权利要求7所述的一种基于溶剂热法处理阴离子交换膜的膜电极制备方法，其
特征在于，所述膜电极的阳极和阴极的气体扩散层均是大小为1cm×1cm的泡沫镍。
9.一种AEM电解池，其特征在于，基于权利要求6‑8任意一项所述的一种基于溶剂热法
处理阴离子交换膜的膜电极制备方法制备而成的膜电极组装而成。

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CN114540877B说明书1/5页

一种溶剂热法处理阴离子交换膜方法及其应用

技术领域
[0001]本发明涉及电解水制氢领域，具体涉及一种用溶剂热法处理阴离子交换膜提高