[发明专利]横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法

说明书

本发明属于电催化膜反应器技术领域，具体涉及一种横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法。该方法包括制备聚合物溶液、制备陶瓷‑聚合物铸膜液、制备横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体胚体、制备横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体、制备横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器。本发明的中空纤维电解质膜支撑体外表面不再是光滑的圆弧，而是均匀高低起伏的曲面。这种新型中空纤维电解质膜支撑体在一定程度上增大了中空纤维电催化膜反应器的外表面积，大大提高了输出功率和产氢速率，促进了表面反应，节约了成本。

技术领域

本发明属于电催化膜反应器技术领域，具体涉及一种横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法。

背景技术

电催化膜反应器，又名固体氧化物燃料电解池，是一种将电能转化为化学能的电化学装置，其原理是固体氧化物燃料电池的逆过程。陶瓷膜是一种用陶瓷材料制备的具有高选择渗透性起分离作用的隔膜，具有良好的化学稳定性，可以在高温条件下使用，还具有抗微生物的能力；且由于其机械强度高，分离效率高，使用寿命长等优点，可以广泛应用于分离净化领域以及催化反应领域。微管式固体氧化物电解池具有易密封、高长径比等特点，同时其制备方法是挤出成型法、相转化纺丝法，大大提升了固体氧化物电解池的表面积。

中国专利CN103349918A公开一种制备蜂窝型无机膜的方法；中国专利CN101733048A 公开一种用于气相氧化反应的中空纤维膜反应器及其制备和应用；中国专利CN106316359A 公开一种利用净水污泥制备陶瓷膜支撑体的方法及制备的陶瓷膜支撑体；中国专利 CN201608235U公开一种微管状陶瓷膜燃料单电池堆，包括数个微管状陶瓷膜燃料单电池及各电池之间的金属电连接装置；中国专利CN202052474U公开一种高效高强度波纹陶瓷膜过滤管以及陶瓷膜超滤机；中国专利CN203750427U公开一种陶瓷膜检测装置；中国专利 CN203007023U公开一种往复旋转管式陶瓷膜生物反应器；中国专利CN1676198A公开一种用于空分制氧的陶瓷中空纤维膜反应器及其制法和应用。陶瓷膜技术研究已成为目前国内外材料、化工领域重点研究的方向之一。

目前实验室研究中采用的片式或板式陶瓷膜在实际生产应用中存在膜表面积与体积比太小、膜厚度相对较厚的问题，因而导致表面反应的交换面积相对较低，分离效率较低。相对比而言，人们开发的相转化-烧结技术制备的中空纤维陶瓷膜，可以在相同的强度要求条件下达到降低膜厚度，增大膜面积的优点；同时，比传统管式陶瓷膜用料更少，比表面积更大；具有很高的膜面积/体积比，为降低陶瓷膜成本，实现工业化提供了新的方向。如X.Tan,et al, Preparation of LSCF ceramic hollow fibre membranes for oxygenproduction by a phase-inversion/ sintering technique,Ind.Eng.Chem.Res.,2005,44,61；S.Liu,et al,Oxygen selective ceramic hollow fibre membranes,J.Member.Sci.,2005,246,103。