一种中空纤维复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种中空纤维复合膜及其制备方法，该复合膜的底膜具有梯度非对称结构，该结构有助于形成超薄无缺陷的复合膜功能层。非对称结构底膜可以提供足够的机械强度，使得膜在气体加湿过程具备较好的操作稳定性，而依托这种结构所制备的复合膜，可以在保证无缺陷的前提下，在中空纤维膜内腔形成超薄的功能层。在进行气体加湿过程中，原料湿气接触复合膜的外表面，水分子在分压差推动下通过非对称结构的表面孔渗透进入复合膜，选择性地以“溶解扩散”方式快速渗透通过超薄致密亲水功能层，对膜内腔的干气进行充分加湿。该复合膜及制备方法具有成本低、过程简单、可控性强且加湿性能优异等优点。湿性能优异等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种中空纤维复合膜及其制备方法，属于功能膜和电化学


技术介绍

[0002]工业中需要对气体进行加湿的领域较多，最为典型的就是质子交换膜燃料电池加湿系统。该种电池具有工作温度低，无腐蚀，电流密度高，响应速度快等优点，广泛应用于军事、航天和汽车工业诸多领域。质子交换膜在结合水的情况下才能保持质子的传导性：水的含量越高则离子传导能力越强,如果水含量减少,则膜电阻增加,导致高电流密度时很大的欧姆损失；如果加湿程度控制不好,将导致燃料电池内部积水过多,失去反应活性,进而影响电池的工作。质子交换膜燃料电池系统中膜的质子传导性能是材料的重要指标，而研究表明质子在膜中的传导与膜中的水含量成线性关系，因此对燃料电池气源进行增湿是提高电池工作效率的关键所在。
[0003]目前常用的对质子交换膜燃料电池系统进行适度加湿方法主要包括液态水直接注射加湿、升温加湿、假电池加湿、焓轮加湿、膜法加湿等。就加湿效果、操作过程可控性、制造成本而言，采用膜法加湿无疑是其中较好的选择。尤其是当采用中空纤维膜型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维复合膜，其特征在于，具有外表面和内表面，所述中空纤维复合膜由外表面向内表面膜断面的表观孔径逐渐减小；所述内表面负载有亲水层。2.一种权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：(1)将含有弱亲水性聚合物的原料与溶剂I混合，得到铸膜液；(2)通过沉浸相转化法湿纺法或干湿纺法将(1)中得到的铸膜液纺丝，洗涤，干燥I，浇铸，得到中空纤维底膜组件；(3)将含有亲水材料的原料与交联剂、溶剂II混合，得到亲水层涂层液；将所述亲水层涂层液注入(2)中得到的中空纤维底膜组件内表面形成的空腔，真空处理，干燥II，得到所述中空纤维复合膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，(1)中，所述弱亲水性聚合物选自聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、乙基纤维素中的至少一种；所述溶剂I选自N
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甲级吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、丁内酯种、乙酸、丙酸或丁酸中的至少一种；所述铸膜液中，所述弱亲水性聚合物的含量为15～25wt％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，(2)中，所述沉浸相转化法湿纺法的过程为：铸膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：介兴明，曹义鸣，王丽娜，刘健辉，刘丹丹，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：