具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于离子交换膜技术领域，具体涉及一种具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜及其制备方法。本发明专利技术所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，由全氟羧酸聚合物层、多孔无纺聚合物层和功能表面涂层组成，其中功能表面涂层位于全氟羧酸聚合物层的上下表面，多孔无纺聚合物层包埋在全氟羧酸聚合物层中；全氟羧酸聚合物层的厚度为10‑80μm；功能表面涂层是由全氟离子聚合物与金属氧化物的混合物构成的多孔粗糙结构。本发明专利技术的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，在新型高电流密度条件下的零极距电解槽中，能有效降低槽电压，减少电解能耗，降低生产成本；本发明专利技术还提供其制备方法。

Ultra thin perfluorocarboxylic acid ion exchange membrane with rough coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜及其制备方法
本专利技术属于离子交换膜
，具体涉及一种具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜及其制备方法。
技术介绍
离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜。它与离子交换树脂相似，都是在高分子骨架上连接一个活性基团，但作用机理和方式、效果都有不同之处。由于离子交换膜具有优异的选择透过性，其已被广泛的运用于电解氧化和还原操作中。全氟离子交换膜在食盐电解工业上的应用，引起了氯碱工业的革命性变化。此外其在氯化钾电解制造碳酸钾、氯化钠电解制造碳酸钠、氯化钠电解制备亚硫酸钠、硫酸钠电解制烧碱和硫酸等领域均具有广泛应用。离子交换膜被誉为电解的“芯片”，因此开发更低电耗，更耐用的离子交换膜一直是大家努力的方向。通过在膜中加入增强网可以有效提高膜的机械强度，提高膜的耐用性；通过降低阳极与阴极之间的槽间距可有效降低槽电压。但当电极间的距离减少到一定距离时，由于膜紧贴在电极上，电解过程中产生的气泡极易粘附在膜表面难以释放。大量气泡聚集在膜表面阻碍了电流通道，使膜的有效电解面积减小，局部极化作用明显增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：由全氟羧酸聚合物层、多孔无纺聚合物层和功能表面涂层组成，其中功能表面涂层位于全氟羧酸聚合物层的上下表面，多孔无纺聚合物层包埋在全氟羧酸聚合物层中；/n所述全氟羧酸聚合物层的厚度为10-80μm，多孔无纺聚合物层的厚度为3-50μm，功能表面涂层的厚度为0.01-30μm；/n所述功能表面涂层是由全氟离子聚合物与金属氧化物的混合物构成的多孔粗糙结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：由全氟羧酸聚合物层、多孔无纺聚合物层和功能表面涂层组成，其中功能表面涂层位于全氟羧酸聚合物层的上下表面，多孔无纺聚合物层包埋在全氟羧酸聚合物层中；
所述全氟羧酸聚合物层的厚度为10-80μm，多孔无纺聚合物层的厚度为3-50μm，功能表面涂层的厚度为0.01-30μm；
所述功能表面涂层是由全氟离子聚合物与金属氧化物的混合物构成的多孔粗糙结构。


2.根据权利要求1所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：全氟羧酸聚合物层的全氟羧酸树脂交换容量为0.6-1.5mmol/g。


3.根据权利要求1所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：多孔无纺聚合物层的材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮中的一种或多种组合，孔隙率为20-99％。


4.根据权利要求1所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：功能表面涂层中的全氟离子聚合物为全氟磺酸聚合物和/或全氟磷酸聚合物；全氟离子聚合物的交换容量为0.5-1.5mmol/g。


5.根据权利要求1所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：功能表面涂层中金属氧化物的含量大于0g/m2、小于20g/m2；金属氧化物粉体为锆、铪或铈的氧化物，其粒径为5nm-10μm。


6.根据权利要求1所述的具有粗糙涂层的超薄全氟羧酸离子交换膜，其特征在于：功能表面涂层10μm×10μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，张江山，冯威，张恒，陈静，王丽，雷建龙，张志浩，
申请(专利权)人：山东东岳未来氢能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37