[发明专利]一种能吸收氢气的高分子复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合薄膜的化学领域，具体地，涉及一种能吸收氢气的高分复合薄膜及其制备方法。

背景技术

在许多仪器设备中，由于氢气及其同位素的存在，会产生各种各样的化学以及电化学腐蚀反应。在密封性很好的仪器中，产生的氢气会不断的积累，影响灌封材料的固化，从而使得电子线路暴露在氢气中被腐蚀，对电控设备产生各种不利的影响。此外，氢气压力达到一定程度时，还存在火灾以及爆炸的危险，所以需及时排除密闭容器中的氢气。排除密闭容器中的氢气目前常用的方法是使用吸氢剂，即利用氢气吸收剂吸收或者与体系中的氢气反应，排除氢气。早在七十年代末期，美国的圣地亚实验室就已开始使用此类材料，排除核武器体系中的产生的氢气。

目前已有的吸氢剂材料主要分为无机和有机材料两种。

(1)无机化合物。根据氢吸收原理的不同，此类吸氢剂可分为两类。第一类为贵金属如Pt，Pd以及Rh等(U.S.4886048)。此类贵金属催化氢气与氧气的反应生成水，去除氢气。因此使用环境中要有氧气的存在，并且使用环境要对生成的水具有兼容性。第二类是可与氢气反应生成氢化物的金属以及金属化合物。如Mg，U，ZrCo，Mg₂Ni等(U.S.4512721)。但此类金属吸氢剂对污染物非常敏感，易中毒，且易燃易爆，应用受到限制。

(2)有机化合物。有机化合物吸氢剂的吸氢原理在于含有不饱和双键以及三键的有机分子在贵金属Pd的催化下与氢气发生不可逆反应生成饱和的化合物。常用的不饱和分子有对二苯乙炔基苯(DEB)，1,6-二苯氧基-2,4-己二炔等(U.S.3896042,U.S.3963826,U.S.4405487)。而DEB的应用最为广泛。

目前已开发的吸氢剂尽管种类繁多，但仍不同程度的存在问题。与无机吸氢剂相比，有机吸氢剂具有低的火灾以及爆炸危险、较低温度下即可发挥作用、在常见气氛如水蒸汽、二氧化碳等仍可发挥作用等优点，因此有机吸氢剂具有更好的应用性。目前的有机吸氢剂多为小分子不饱和化合物如DEB等与含有Pd的分散体催化剂如炭黑混合而成的粉状物质，由于炭黑以及有机化合物均可以燃烧，因此所得的吸氢剂也不具有阻燃性能。另外由于小分子化合物通常难于加工成型，因此此种吸氢剂最终形态通常为粉状，必须包装使用，无法以弹性体，薄膜等形式使用，无法实现其他的功能。另外由于DEB的价格昂贵，此类吸氢剂的使用代价较高，也制约了DEB的广泛使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能吸收氢气的高分子复合薄膜及其制备方法，该制备方法通过将聚硅氧烷树脂溶解于烃类物质中，再和含贵金属的催化剂混合均匀后加入固化剂固化后压制成膜，能够解决有机小分子化合物难于加工成型、易燃等问题，得到的膜对氢气的吸收能力强，24小时内的平均吸氢气为7.35㎎，且制备价格低廉，易于广泛使用。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种能吸收氢气的高分子复合薄膜的制备方法，将聚硅氧烷树脂溶解于烃类物质中，再和贵金属或负载有贵金属的载体混合均匀后加入催化剂固化压制成膜，所述聚硅氧烷树脂为侧链同时含有乙烯基和硅氢的低分子量聚硅氧烷，具体结构为：

或者侧链含有乙烯基的聚硅氧烷a和侧链含有硅氢的聚硅氧烷b的混合物，a和b的结构如下：

贵金属可以为Pd、Pt、Rh，催化剂为含有Pt(0)的溶液或者粉末。

所述固化时间为2-3天，固化温度为室温。

根据相似相容原理，聚硅氧烷树脂可溶解于烃类物质中，烃类物质可为饱和烃(即烷烃类等)。

聚硅氧烷树脂的制备为：以环硅氧烷为单体，在开环聚合引发剂的作用下引发聚合，室温下反应5-20小时，得到低分子量的分别含有乙烯基和硅氢的聚硅氧烷或者同时含有乙烯基和硅氢的聚硅氧烷。均以化学计量配比加入各参与反应的相关物质的量。

在聚硅氧烷树脂的制备中，环硅氧烷单体可以为

R＝CH₃，Ph，H

的任意比例组合。

在聚硅氧烷树脂的制备中，引发剂可以为硫酸或者三氟甲磺酸。

负载有贵金属的载体为活性炭或者硫酸钡、碳酸钙以及氧化铝的无机粉体材料。

如上述的制备方法得到的能吸收氢气的高分子复合薄膜。高分子复合薄膜的厚度为0.2mm。

综上，本发明的有益效果是：