燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法，配置氢氧化钠与尿素的混合溶液，将棉短绒置于该混合溶液中，低速搅拌润胀后冷冻，之后高速搅拌得到纤维素溶液；取纳米银负载纳米纤维素与纤维素溶液旋转混合，将混合好的纤维素溶液转移到制膜模具中，在液氮中快速冷冻后，再用冷冻干燥机干燥得到纤维素气凝胶膜；将该纤维素气凝胶膜置于酸溶液中至中性后，再次利用上述条件冷冻干燥得到纤维素气凝胶膜；最后将纤维素气凝胶膜置于管式炉中，在氮气氛围下进行碳化处理，之后自然冷却，得到成品。本发明专利技术制备的银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜可以形成均匀分布的孔隙，而且具有比表面积大，水平向电阻率低的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池材料制备领域，特别涉及一种燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是以氢气为燃料，通过氢氧化合作用产生电能，具有能量转换效率高、无污染排放、稳定可靠等优点。各类氢燃料电池中，质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)被认为是最有短期内产业化潜力和应用前景的燃料电池，在民用汽车、航天器及无人潜航器等领域具有广阔的应用前景。
[0003]PEMFC通过电化学反应连续地将存在于燃料氢中的能量与氧化剂(空气)反应转化成电能，其能量转化率高达50％以上。其中，膜电极是PEMFC中电化学反应核心场所，主要由气体扩散层、催化剂层和质子交换膜构成。目前，气体扩散层主要采用碳纸为基材层。研究显示，碳纸在PEMFC中承担气体传输分配、电子传导、改善水管理、支撑催化层、热量导出等五种重要作用，因此须具备优异的导电导热性能、良好的强度和表面平整度、较高的透气性和均匀分布的孔径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、配置氢氧化钠与尿素的混合溶液，混合溶液中氢氧化钠和尿素质量浓度分别为5
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8％和3
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8％；步骤2、按体积份取100份的混合溶液，将质量份0.1
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1.2份的棉短绒置于该混合溶液中，低速搅拌润胀13
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18min，然后在
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15
‑‑
20℃下冷冻20
‑
28h，之后高速搅拌得到纤维素溶液；步骤3、按纤维素质量的0.2
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4％取纳米银负载纳米纤维素与步骤2中的纤维素溶液混合，旋转混合0.5
‑
2h；步骤4、将混合好的纤维素溶液转移到制膜模具中，在液氮中快速冷冻后，再用冷冻干燥机在温度
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45
‑‑
80℃，真空度0.05
‑
0.08MPa条件下干燥得到纤维素气凝胶膜；将该纤维素气凝胶膜置于酸溶液中至中性后，再次利用上述条件冷冻干燥得到纤维素气凝胶膜；步骤5、将纤维素气凝胶膜置于管式炉中，在氮气氛围下进行碳化处理，之后自然冷却，得到成品。2.根据权利要求1所述的燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，混合溶液中，氢氧化钠的质量浓度为6％，尿素的质量浓度为4％。3.根据权利要求1所述的燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的制备方法，其特征在于：步骤2中，棉短绒的质量份为1份，低速搅拌润胀时间为15min，冷冻温度为
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18℃，冷冻时间为24h。4.根据权利要求1所述的燃料电池用银和氮掺杂纤维素基碳气凝胶膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许银超，黄依可，黄良宇，赵浩轩，郭大亮，沙力争，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：