[发明专利]一种制备臭氧的膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种制备臭氧的膜电极，所述膜电极包括阴极、阳极以及隔膜，其特征在于，所述阳极表面负载有阳极催化剂层，所述阴极表面负载有阴极催化剂层，所述阳极催化剂层包括二氧化铅、粘结剂、分散溶剂和表面活性剂，所述二氧化铅、粘结剂、分散溶剂及表面活性剂的质量比为(5～10)：1：(40～50)：(0.13～0.26)；所述阴极催化剂层包括铂碳、粘结剂和溶剂，所述阴极催化剂层中铂的负载量为0.5～1mg/cm²，所述铂碳中的碳含量与粘结剂的质量比为1：(0.5～1)。

2.如权利要求1所述的制备臭氧的膜电极，其特征在于，所述粘结剂为全氟磺酸树脂。

3.如权利要求1所述的制备臭氧的膜电极，其特征在于，所述分散溶剂包括正丙醇和水，其中，所述二氧化铅、正丙醇和水的质量比为(5～10)：(5～10)：(30～45)。

4.如权利要求1所述的制备臭氧的膜电极，其特征在于，所述表面活性剂为聚醚类乳化剂，优选为辛基酚聚氧乙烯醚。

5.如权利要求1所述的制备臭氧的膜电极，其特征在于，所述溶剂为液体醇类。

6.如权利要求1所述的制备臭氧的膜电极，其特征在于，所述隔膜为质子交换膜。

7.一种如权利要求1～6任一所述膜电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)按比例将二氧化铅、粘结剂、分散溶剂和表面活性剂混合，经超声清洗、乳化后形成阳极催化剂浆料；按比例将铂碳、粘结剂和溶剂混合，经超声清洗后得到阴极催化剂浆料；

(2)取转印膜固定，滴取阳极催化剂浆料，将其均匀涂抹在转印膜的一侧表面，待干燥后，重复上述滴取、涂抹的步骤，直至在转印膜一侧表面形成0.015-0.020mm厚度的阳极催化剂层；

(3)取一隔膜，用喷涂法将阴极催化剂浆料涂敷在隔膜的一侧，并形成0.010-0.015mm厚度阴极催化剂层；

(4)将带有阴极催化剂层的隔膜以及带有阳极催化剂层的转印膜浸泡在乙二醇溶液中，然后取出将转印膜上的阳极催化剂层覆于隔膜未涂覆阴极催化剂层的一侧，经热压后将转印膜揭除，得到所述膜电极。

8.如权利要求7所述的膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声所用的频率为1000～10000rpm，超声的时间为10～30min；所述乳化在乳化均质机内完成，乳化时间为20～60min。

9.如权利要求7所述的膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，每次滴取的阳极催化剂浆料的体积为1～1.5mL，干燥所用的温度为30～50℃，干燥所需的时间为10～15min。

10.如权利要求7所述的膜电极的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述乙二醇的质量浓度为30％～50％，浸泡时间为10～20min；

热压所采用的温度为140～148℃，压力为2.5～3.0Mpa，时间为3～5min。