[发明专利]一种离子树脂呈连续梯度分布的膜电极及其制备方法

权利要求书

1.一种离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将铂碳催化剂与离子树脂溶液加入到第一溶剂中，搅拌，得到阴极催化层浆料；

S2、利用第二溶剂将离子树脂溶液稀释，得到离子树脂稀释液；

S3、第一次涂布，将S1所述的阴极催化层浆料涂布在基底上，得到成型的催化层；该催化层中离子树脂与碳的质量比为0.3-0.5；

S4、第二次涂布，将步骤S2制备的稀释液涂布在步骤S3制备的催化层表面，使稀释液向催化层内部渗透，得到阴极梯度催化层；第二次涂布成型后，催化层中离子树脂与碳的质量比为0.7-1；

S5、将阳极催化层浆料涂布在基底上，得到阳极催化层；

S6、将S4的阴极梯度催化层和S5的阳极催化层热复合到质子交换膜的两侧，得到膜电极。

2.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一溶剂为异丙醇与水的混合溶液。

3.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二溶剂为DMF与异丙醇的混合溶剂。

4.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二溶剂为叔丁醇与正丙醇的混合溶剂。

5.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S4中，利用离子树脂稀释液二次涂布后，沿催化层厚度方向，离子树脂呈梯度分布，且连续分布。

6.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤为：将铂碳催化剂与离子树脂溶液加入到溶剂中，搅拌，得到阳极催化层浆料，所述溶剂为异丙醇与水的混合溶液；将所述的阳极催化层浆料涂布在基底上，得到阳极催化层。

7.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述阴极梯度催化层的Pt载量为0.2-0.3mg·cm^-2；步骤S5中，所述阳极催化层的Pt载量为0.05-0.1mg·cm^-2。

8.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，所述离子树脂溶液为Nafion溶液。

9.如权利要求1所述的离子树脂呈梯度分布的膜电极制备方法，其特征在于，步骤S2中，离子树脂溶液稀释至质量百分比为5-10％。

10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的膜电极，其特征在于，所述膜电极包括阳极催化层、质子交换膜和阴极催化层；所述阴极催化层离子树脂含量沿催化层厚度方向呈连续梯度分布。