[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

权利要求书

1.一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，其特征在于包括以下步骤：

（1）制备聚合物溶液

将有机聚合物、添加剂A、添加剂B溶解在有机溶剂中，得到聚合物溶液；

所述的添加剂A为聚丙烯酰胺，添加剂A以混合溶液的形式加入，混合溶液中添加剂A、水、醇的质量比为0.1-10:0.1-50:0.1-100；所述的醇为乙二醇或丙三醇；

（2）制备陶瓷-聚合物铸膜液

将电解质陶瓷粉体加入到步骤（1）得到的聚合物溶液中，搅拌均匀，形成陶瓷-聚合物铸膜液；

（3）制备横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体胚体

将步骤（2）得到的陶瓷-聚合物铸膜液抽真空，然后置于纺丝设备罐中，通过喷丝头纺入外凝结液中浸泡，在内凝结液和外凝结液的共同作用下，经相转化固化得到横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体胚体；

（4）制备横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体

将步骤（3）得到的横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体胚体拉直晾干，烧结，得到横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体；

（5）制备横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器

将步骤（4）得到的横截面为花瓣型的中空纤维电解质膜支撑体内、外两侧分别沉积阴极材料和阳极材料或阳极材料和阴极材料，得到横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器；

步骤（1）中，所述的添加剂B为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸铵、聚丙烯酸盐、γ-丁内酯、聚甲基丙烯酸甲酯或磷酸酯中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，有机聚合物、添加剂A、添加剂B、有机溶剂的质量比为12.5-25:0.1-5:0.5-25:50-100。

3.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的有机聚合物为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚乙亚胺、聚醚酰亚胺或醋酸纤维素中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺-d₇、N,N-二甲基乙酰胺-d₉或二甲基亚砜-d₆中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的电解质陶瓷粉体为Ca_0.2Zr_0.8O_2-δ、Ca_0.25Zr_0.75O_2-δ、Pr_0.25Zr_0.75O_2-δ、Sc_0.15Zr_0.85O_2-δ或Sc_0.05Zr_0.95O_2-δ中的一种或多种；电解质陶瓷粉体与聚合物溶液的质量比为6-12:5，陶瓷粉体的平均粒度0.05-10μm，陶瓷-聚合物铸膜液的黏度25000-55000MPa•s。

6.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，抽真空压力为0.01-0.1MPa，抽真空时间为1-2h，纺丝压力为0-0.25MPa，浸泡温度为20-80˚C，浸泡时间为12-48h。

7.根据权利要求1所述的横截面为花瓣型的中空纤维电催化膜反应器的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的内凝结液为N,N-二甲基甲酰胺-d₇、N,N-二甲基乙酰胺-d₉、二甲基亚砜-d₆、水、乙醇、丙醇或乙二醇中的一种或多种；所述的外凝结液为水或乙醇。