[发明专利]一种PEM水电解池阳极多孔扩散层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备PEM水电解池阳极多孔扩散层的方法，其特征在于，所述PEM水电解池阳极多孔扩散层包括依次层叠的任选的基底层、多孔层和任选的表层，所述方法包括以下步骤：

(1)将粘接剂和分散剂与有机溶剂进行混合，并加入金属钛粉进行球磨，而后加入任选的造孔剂浆料，得到浆料；

(2)将步骤(1)得到的浆料进行流延处理，而后进行相转化固化处理，干燥后得到生坯；

(3)将步骤(2)得到的生坯进行煅烧，而后得到所述PEM水电解池阳极多孔扩散层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造孔剂浆料的制备方法如下：

将粘接剂和分散剂与溶剂进行混合，并加入造孔剂进行球磨，得到所述造孔剂浆料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述造孔剂浆料中粘接剂、分散剂、溶剂和造孔剂的质量比为(3wt％-20wt％):(0.1wt％-5wt％):(21wt％-71wt％):(15wt％-45wt％)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述造孔剂浆料中粘接剂、分散剂、溶剂和造孔剂的质量比为(6wt％-15wt％):(0.8wt％-3wt％):(50wt％-70wt％):(25wt％-35wt％)。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粘接剂包括聚醚砜、聚丙烯酰胺或丙烯酸树脂；所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述造孔剂包括石墨或淀粉；所述球磨的时间为24-72h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述粘接剂包括聚醚砜、聚丙烯酰胺或丙烯酸树脂；所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚偏氟乙烯；所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属钛粉的平均粒径为50-150μm。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属钛粉的平均粒径为为75-100μm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述浆料中粘接剂、分散剂、溶剂和金属钛粉的质量比为(3wt％-15wt％):(0.1wt％-2wt％):(21wt％-45wt％):(43wt％-65wt％)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述浆料中粘接剂、分散剂、溶剂和金属钛粉的质量比为(3wt％-6wt％):(0.8wt％-2wt％):(30wt％-40wt％):(55wt％-65wt％)。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述球磨的时间为24-72h。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)结束后还包括除气处理；所述除气处理的时间为5-40min。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述流延处理的温度为10-40℃；步骤(2)中所述相转化固化处理的温度为10-40℃；所述相转化固化处理的时间为12-48h；所述干燥的温度为10-60℃。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧为阶梯式梯度升温煅烧法；所述阶梯式梯度升温煅烧法为以2-5℃/min的升温速率升温至250-300℃，保温0.5-1h，而后以1-3℃/min的升温速率升温至600-800℃，保温1-2h，而后以2-5℃/min升温速率升温至900-1200℃，保温2-4h，最后自然冷却至室温。