[发明专利]聚四氟乙烯电催化多孔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种聚四氟乙烯电催化多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物均匀分散在溶剂中，得到分散液A；

2)将经双向拉伸制得的聚四氟乙烯膜浸泡在无水乙醇中，使聚四氟乙烯膜孔充分浸润，得到预处理后的聚四氟乙烯膜；

3)将所述预处理后的聚四氟乙烯膜固定在砂芯过滤装置中，将分散液A注入砂芯过滤装置，采用真空抽滤方式将所述分散液A中的多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物负载在所述聚四氟乙烯膜表面，从而制得表面负载有导电层的初生催化膜，将所述初生催化膜真空干燥，从而得到所述聚四氟乙烯电催化多孔膜。

2.一种聚四氟乙烯电催化多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物均匀分散在溶剂中，得到分散液A；

将电催化层物质均匀分散在无水乙醇中，得到分散液B；所述电催化层物质为纳米二氧化钛或者纳米氧化锰；

2)将经双向拉伸制得的聚四氟乙烯膜浸泡在无水乙醇中，使聚四氟乙烯膜孔充分浸润，得到预处理后的聚四氟乙烯膜；

3)将所述预处理后的聚四氟乙烯膜固定在砂芯过滤装置中，将分散液A注入砂芯过滤装置，采用真空抽滤方式将所述分散液A中的多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物负载在所述聚四氟乙烯膜表面，从而制得表面负载有导电层的初级聚四氟乙烯电催化膜；

4)将所述砂芯过滤装置中的分散液A替换为分散液B，采用真空抽滤方式将所述分散液B中的电催化层物质负载在所述初级聚四氟乙烯电催化膜的导电层表面，得到初生催化膜I；将所述初生催化膜I真空干燥，从而得到所述聚四氟乙烯电催化多孔膜。

3.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤1)中多壁碳纳米管与石墨烯的混合物中多壁碳纳米管与石墨烯的质量比为1：0.1～10。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤1)将多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物均匀分散在N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺中，在频率为20～40KHz的条件下超声分散4～6h，得到分散均匀的分散液A；其中多壁碳纳米管在分散液A中的含量为0.01～0.05wt.％；

步骤2)将聚四氟乙烯膜在无水乙醇中充分浸润的方法为在频率为20～40KHz的条件下超声15～30min；

步骤3)所述砂芯过滤装置的使用压力为-10～-20KPa；所述真空干燥条件为：在真空度为-0.09～-0.10MPa，温度为60～70℃的条件下真空干燥4～6h。

5.如权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤1)将多壁碳纳米管或多壁碳纳米管与石墨烯的混合物均匀分散在N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺中，在频率为20～40KHz的条件下超声分散4～6h，得到分散均匀的分散液A；其中多壁碳纳米管在分散液A中的含量为0.01～0.05wt.％；

将电催化层物质均匀分散在无水乙醇中，在频率为20～40KHz的条件下超声分散3～5h，得到分散液B；其中电催化层物质在分散液B中的含量为0.01～0.05wt.％；

步骤2)将聚四氟乙烯膜在无水乙醇中充分浸润的方法为在频率为20～40KHz的条件下超声15～30min；

步骤3)所述砂芯过滤装置的使用压力为-10～-20KPa；

步骤4)所述砂芯过滤装置的使用压力为-10～-20KPa；所述干燥条件为：在真空度为-0.09～-0.10MPa，温度为60～70℃的条件下真空干燥4～6h。

6.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤2)所述聚四氟乙烯膜的孔径范围为0.1～1.0μm。

7.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤2)所述聚四氟乙烯膜的孔径范围为0.2～0.6μm。