一种双功能氢气分离膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种双功能氢气分离膜的制备方法，所述双功能氢气分离膜的组成包括基膜、导电添加剂和聚合物树脂，用于组装电化学氢气膜分离器的膜电极。导电添加剂用于传导电子，聚合物树脂用于传导质子，使膜实现同时传导电子和质子的功能。使用基膜用于提高膜的机械强度。该双功能膜用于氢气膜分离器，氢气在阳极发生氢氧化反应产生氢质子和电子，质子和电子都通过内部的双功能膜传导到阴极，质子和电子在阴极处结合发生氢还原反应生成氢气，完成氢气从阳极向阴极的自发分离。此方法制备的双功能氢气分离膜有良好的氢气渗透通量和氢气选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢气分离，具体而言，尤其涉及一种既可以传导质子、又可以传导电子的双功能氢气分离膜。

技术介绍

1、随着氢能产业在我国能源结构中地位越发重要，氢气分离纯化受到科学和工业界广泛关注。膜分离技术因能耗低、设备简单、占地面积小等优点，是目前科技前沿研究热点之一。传统的膜分离技术是以压力差作为驱动力，气体分子主要以溶解-扩散方式在多孔膜孔隙中传递，这种技术的瓶颈是气体的渗透性和选择性无法兼顾，难以突破传统膜分离robeson上限，因此急需高效氢气分离技术。

2、根据专利201911384959.9介绍，现有的电化学分离氢气技术(俗称电化学氢泵)是通过外加电压/电流，促使阳极发生氢氧化反应、阴极发生氢还原反应，进而完成氢气和混合气体的分离。而电化学氢泵技术面临的主要挑战是需要外加电压驱动反应，系统越放大所需要的能耗越高。

技术实现思路

1、为解决现有技术的问题，本专利技术提供一种双功能氢气分离膜，在制备氢气膜分离器膜电极的过程中，采用双功能膜组装膜电极，该双功能氢气分离膜既能传导质子又能传导电子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双功能氢气分离膜，其特征在于，所述氢气分离膜为复合膜掺杂磷酸后得到，所述复合膜组成包括：导电添加剂和聚合物树脂；所述复合膜中，导电添加剂占固体总重的质量分数为10wt％～50wt％。

2.根据权利要求1所述的氢气分离膜，其特征在于，所述聚合物树脂为聚芳基哌啶、聚苯并咪唑、磺化聚醚醚酮、磺化聚砜、磺化聚苯乙烯、聚苯乙烯、聚全氟联苯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的氢气分离膜，其特征在于，所述导电添加剂为无机导电添加剂或导电聚合物。

4.根据权利要求2所述的氢气分离膜，其特征在于，所述氢气分离膜的制备方法为：将复合膜置于75-99wt％磷酸中...

【技术特征摘要】

1.一种双功能氢气分离膜，其特征在于，所述氢气分离膜为复合膜掺杂磷酸后得到，所述复合膜组成包括：导电添加剂和聚合物树脂；所述复合膜中，导电添加剂占固体总重的质量分数为10wt％～50wt％。

2.根据权利要求1所述的氢气分离膜，其特征在于，所述聚合物树脂为聚芳基哌啶、聚苯并咪唑、磺化聚醚醚酮、磺化聚砜、磺化聚苯乙烯、聚苯乙烯、聚全氟联苯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的氢气分离膜，其特征在于，所述导电添加剂为无机导电添加剂或导电聚合物。

4.根据权利要求2所述的氢气分离膜，其特征在于，所述氢气分离膜的制备方法为：将复合膜置于75-99wt％磷酸中，在100～160℃下浸泡24～48h。

5.根据权利要求3所述的氢气分离膜，其特征在于，所述无机导电添加剂为碳粉、石墨烯、碳纳米管、导电金属中的至少一种；所述导电聚合物为聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔、聚苯胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的氢气分离膜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，赵云，付金辰，邵志刚，
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：