[发明专利]一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺

权利要求书

1.一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺，其特征在于：首先，将催化层原料混合均匀，利用溶剂分散法溶解或分散以备进行溶液静电纺丝，或通过粉碎搅拌机进行固态成分的颗粒细化均匀混合以备进行熔体静电纺丝；其次，将均匀的催化层原料置于静电纺丝设备，气体扩散层固定于接收体上，设置好相应的运行参数，并控制一定的工作温度和环境湿度，设置静电发生器电压，进行一定时间的静电纺丝，催化层在气体扩散层上的载量高低由纺丝时间长短决定；最后，纺丝完毕后，将气体扩散层连同装载其上的催化层从接收体上分离，一并进行热处理，设置好热处理的升温速率、保温平台、煅烧气氛及流量参数，降温后即得到催化层制备和装载一体化的氧阴极膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺，其特征在于：催化层原料为所有静电纺丝法制备氧还原催化剂的原料，包括聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯，分子量在1万至1千万之间，提供氧还原反应催化活性的金属成分为含贵金属Pt、Pd、Au的化合物及衍生物，或非贵金属Fe、Co、Ni、Cu、Zn的化合物及衍生物；能够提供氧还原反应催化剂一定性能提升帮助的葡萄糖、脲、硫脲、双氰胺或三聚氰胺等；具有一定氧还原反应催化活性的添加物碳纳米管、石墨烯或石墨型氮化碳。

3.根据权利要求1所述的一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺，其特征在于：气体扩散层为膜电极中所有应用到的气体扩散层类型，包括碳纸、碳布或碳毡。

4.根据权利要求1所述的一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺，其特征在于：热处理时所用的方法为所有制备氧还原反应催化剂中所使用的热处理方法，所使用的气氛以氮气或氩气。

5.根据权利要求4所述的一种氧阴极膜电极中催化层制备和装载一体化的工艺，其特征在于：聚丙烯腈在较低温度下100℃至300℃之间的预氧化阶段采用含氧气氛，需要还原性操作的采用氢气、一氧化碳等还原性气体，需要刻蚀性及补偿性操作的采用氟化氢、氨气等可引入杂原子掺杂的气体。