一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法，涉及离子交换膜技术领域。该可循环电极液离子交换膜及其制备方法，包括膜体，所述膜体的侧壁涂覆有交换层，所述模体采用全氟离子交换树脂制备而成，所述可循环电极液离子交换膜通过全氟磺酸树脂经多项步骤加工制成。该可循环电极液离子交换膜及其制备方法，通过采用全氟磺酸树脂经制备加工后得到的可循环电极液离子交换膜，表面涂覆的交换层不会对电极液中的离子形成离子阻挡，进而使得可循环电极液离子交换膜本体具备良好的离子引导效果，从而保证电池内阴极与阳极之间电子的交换平衡，避免电池内阳极电子消耗过大，从而提高电池的使用寿命。提高电池的使用寿命。提高电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及离子交换膜
，具体为一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]离子交换膜是一种含有离子基团的，同时对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜，根据这一特性，使得离子交换膜在市场上具有广阔的应用前景，因此离子交换膜也称为离子选择透过性膜，而离子交换膜也可以根据人们实际的生产需求，对其进行改进制作，以使其可以满足不同的离子透过性，进而可以实现不同的溶液内的离子交换能力。
[0003]现有的电池中电极液在使用过程中往往难以保证电极液内的正负极的电子平衡性，容易出现电极液中的电子消耗过大的现象，进而导致电池的续航能力愈发降低，从而降低了电池的使用寿命；鉴于此，我们提出了一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法，解决了上述
技术介绍
提到的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种可循环电极液离子交换膜，包括膜体，所述膜体的侧壁涂覆有交换层，所述模体的厚度设置为1
‑
200μm，离子电导率为0.01
‑
0.15S/cm、机械强度为1
‑
100MPa，所述模体采用全氟离子交换树脂制备而成。
[0008]优选的，所述制备方法包括以下制备步骤：
[0009]S1、取用全氟磺酸树脂100g经熔融挤出后形成中空纤维膜，并将中空纤维膜放置于存放溶液中待用；
[0010]S2、配备相应浓度的NaOH溶液于玻璃杯中待用；
[0011]S3、取出S1中的中空纤维膜后放置于S2的容器中静置浸泡转型得到转型后的钠型中空纤维膜；
[0012]S4、取出S3中静置后的钠型中空纤维膜后于干燥器内静置干燥；
[0013]S5、取用S4中干燥后的钠型中空纤维膜于研磨机中进行粉碎作业，得到破碎后的钠型中空纤维膜纳米级颗粒；
[0014]S6、取用S5中得到的钠型中空纤维膜纳米级颗粒并倒入磺酸树脂水醇溶液中，经搅拌器混合后得到多孔气体释放层分散液；
[0015]S7、对S6中容器进行低温加热，并同时使用搅拌器进行搅拌作业；
[0016]S8、取用S7中得到的多孔气体释放层分散液涂覆于模体两侧后静置干燥，得到交换层，同时得到可循环电极液离子交换膜。
[0017]优选的，所述S1中使用的存放溶液采用NaCl与水以1:10的比例进行配比稀释，同
时采用搅拌器以300r/min搅拌2min，之后静置30min后得到。
[0018]优选的，所述S2中NaOH溶液的密度设定为0.5mol/mL
‑
1mol/mL，并且在S3中NaOH溶液与中空纤维膜采用静置的方式进行浸泡，同时中空纤维膜放置在银质放置架上送入到S2中的NaOH溶液中。
[0019]优选的，所述S4中所采用的干燥器中通过微风对S3中得到的钠型中空纤维膜进行干燥作业，其风速控制为0.5m/s，相对湿度为30％，并且干燥过程中钠型中空纤维膜始终静置于银质放置架上。
[0020]优选的，所述S6中的磺酸树脂水醇溶液的密度设定为2mol/ML
‑
5mol/ML，并且钠型中空纤维膜纳米级颗粒在放入至磺酸树脂水醇溶液中时，首先转动存放磺酸树脂水醇溶液的容器，同时定量将钠型中空纤维膜纳米级颗粒送入磺酸树脂水醇溶液中。
[0021]优选的，所述S7中多孔气体释放层分散液的涂覆厚度为1
‑
2μm，并且多孔气体释放层分散液在涂覆时在模体两侧同时进行，并且采用压力感应器感应涂覆设备的压力。
[0022]优选的，所述S2中的全氟磺酸树脂形成的中空纤维膜在NaOH溶液中浸泡时间为12h。
[0023]优选的，所述S7中低温加热温度设置为30℃，并且S6中搅拌器的搅拌速率为150r/min，加热干燥时间设置为30min。
[0024](三)有益效果
[0025]本专利技术提供了一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法。具备以下有益效果：
[0026](1)、该可循环电极液离子交换膜及其制备方法在使用时，通过采用全氟磺酸树脂经制备加工后得到的可循环电极液离子交换膜，表面涂覆的交换层不会对电极液中的离子形成离子阻挡，进而使得可循环电极液离子交换膜本体具备良好的离子引导效果，从而保证电池内阴极与阳极之间电子的交换平衡，避免电池内阳极电子消耗过大，从而提高电池的使用寿命。
[0027](2)、该可循环电极液离子交换膜及其制备方法在使用时，通过采用银质放置架来控制中空纤维膜的钠转化与后续的钠化中空纤维膜的干燥作业，避免工作人员直接接触NaOH溶液，减少制备过程中受到外界环境因素影响的同时，保证了可循环电极液离子交换膜的制备过程的纯净性，提升了可循环电极液离子交换膜的制备质量。
[0028](3)、该可循环电极液离子交换膜及其制备方法在使用时，为了提高交换层中的多孔气体释放层分散液的浓度，通过在多孔气体释放层分散液制备过程中对其进行低温加热与缓速搅拌，加速钠型中空纤维膜纳米级颗粒并倒入磺酸树脂水醇溶液中的溶解速率的同时，减少溶液中水的含量，从而提高多孔气体释放层分散液的浓度，进而保证可循环电极液离子交换膜的离子交换引导效率。
附图说明
[0029]图1为本专利技术剖视结构示意图。
[0030]图中：1、模体；2、交换层。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参阅图1，本专利技术提供一种可循环电极液离子交换膜及其制备方法，包括一种可循环电极液离子交换膜，包括膜体1，膜体1的侧壁涂覆有交换层2，模体1的厚度设置为1
‑
200μm，离子电导率为0.01
‑
0.15S/cm、机械强度为1
‑
100MPa，模体1采用全氟离子交换树脂制备而成，具体的，可循环电极液离子交换膜制备方法包括以下制备步骤：
[0033]S1、取用全氟磺酸树脂100g经熔融挤出后形成中空纤维膜，并将中空纤维膜放置于存放溶液中待用；
[0034]S2、配备相应浓度的NaOH溶液于玻璃杯中待用；
[0035]S3、取出S1中的中空纤维膜后放置于S2的容器中静置浸泡转型得到转型后的钠型中空纤维膜；
[0036]S4、取出S3中静置后的钠型中空纤维膜后于干燥器内静置干燥；
[0037]S5、取用S4中干燥后的钠型中空纤维膜于研磨机中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环电极液离子交换膜，其特征在于：包括膜体(1)，所述膜体(1)的侧壁涂覆有交换层(2)，所述模体(1)的厚度设置为1
‑
200μm，离子电导率为0.01
‑
0.15S/cm、机械强度为1
‑
100MPa，所述模体(1)采用全氟离子交换树脂制备而成。2.一种可循环电极液离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下制备步骤：S1、取用全氟磺酸树脂100g经熔融挤出后形成中空纤维膜，并将中空纤维膜放置于存放溶液中待用；S2、配备相应浓度的NaOH溶液于玻璃杯中待用；S3、取出S1中的中空纤维膜后放置于S2的容器中静置浸泡转型得到转型后的钠型中空纤维膜；S4、取出S3中静置后的钠型中空纤维膜后于干燥器内静置干燥；S5、取用S4中干燥后的钠型中空纤维膜于研磨机中进行粉碎作业，得到破碎后的钠型中空纤维膜纳米级颗粒；S6、取用S5中得到的钠型中空纤维膜纳米级颗粒并倒入磺酸树脂水醇溶液中，经搅拌器混合后得到多孔气体释放层分散液；S7、对S6中容器进行低温加热，并同时使用搅拌器进行搅拌作业；S8、取用S7中得到的多孔气体释放层分散液涂覆于模体(1)两侧后静置干燥，得到交换层(2)，同时得到可循环电极液离子交换膜。3.根据权利要求2所述的一种可循环电极液离子交换膜的制备方法，其特征在于：所述S1中使用的存放溶液采用NaCl与水以1:10的比例进行配比稀释，同时采用搅拌器以300r/min搅拌2min，之后静置30min后得到。4.根据权利要求2所述的一种可循环电极液离子交换膜的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，邓明骑，章成勇，
申请(专利权)人：西藏旭升矿业开发有限公司，
类型：发明
国别省市：