[发明专利]一种自增湿的有序化聚合物膜电极的制备方法

摘要

本发明公开了属于膜电极制备技术领域的一种自增湿的有序化聚合物膜电极的制备方法。通过本发明方法制备的有序化离子交换聚合物纳米管阵列与聚合物膜融为一体，具有高度有序化的离子、电子、气体传质通道，而且电化学三相反应界面分布于具有蓄水功能的聚合物纳米管外表面上，能自增湿地进行能量高效转化。催化剂以纳米或微米颗粒状态结合在离子交换聚合物纳米管阵列表面上形成催化层，具有较高的比表面积和催化活性，极大地增加膜电极的三相反应界面，降低电极的电化学极化、欧姆极化和浓差极化，提高能量转化效率和反应速率。该制备方法应用可望显著地简化膜电化学反应器系统，提高其能量转化效率和稳定性，并延长操作寿命。

主权项

一种自增湿的有序化聚合物膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将一片聚合物电解质膜置入两片对称放置的具有有序化阵列纳米孔洞的氧化物模板之间，并固定成氧化物模板|聚合物电解质膜|氧化物模板三合一组件；2）将上述三合一组件进行热压，使聚合物电解质膜成流动态并进入氧化物模板的阵列孔洞之中；3）将上述经过热压后的三合一组件放置于酸性或碱性溶液之中，溶解聚合物电解质膜两侧的氧化物模板，得到离子交换聚合物纳米管阵列|聚合物电解质膜|离子交换聚合物纳米管阵列的有序化离子导体；4）将上述有序化离子导体进行离子交换、清洗，去除杂质离子；5）在上述有序化离子导体一侧制备上阳极催化剂，另一侧制备上阴极催化剂，形成有序化聚合物膜电极。