CN112701338A - 一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料技术领域，具体为一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备及其生产工艺，包括底部支板、纳米气泡富氢水设备和反应容器，所述纳米气泡富氢水设备安装在底部支板的上表面右侧，所述纳米气泡富氢水设备的左上侧输出端连接输出管，所述反应容器通过支杆连接在反应容器的左侧壁上，所述反应容器的内壁上设置有电加热组件。本方案综合化学液相沉积法和浸渍还原法优点弊端，发明了微纳米气泡富氢水作为还原剂，Nacl溶液水煮质子交换膜，运用液相化学沉积法得到沉积层更为致密，贵金属颗粒可以达到纳米级别，比表面性能更为优越，催化性能更好的无公害、无残留、健康环保的家用吸氢机、医用氢氧呼吸机膜电极。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备及其生产工艺。
背景技术
传统MEA制备方法根据CL支撑体的不同可以分为两类：一类是CCS法，是将催化剂活性组分直接涂覆在GDL上，分别制备出涂布了催化层的阴极GDL和阳极GDL，然后用热压法将两个GDL压制在PEM两侧得到MEA；另一类是CCM法，是将催化剂活性组分涂覆在PEM两侧，再将阴极和阳极GDL分别贴在两侧的CLs上经热压得到MEA。CCS法制备MEA的优点在于制备工艺相对简单成熟，制备过程利于气孔形成，PEM也不会因“膜吸水”而变形。缺点是制备过程中催化剂容易渗透进GDL中，造成催化剂浪费和较低的催化剂利用率。另外，CL和PEM之间的结合力也通常较差，界面阻力大。与CCS法相比，CCM法能够有效提高催化剂利用率、大幅度降低膜与CL之间的质子传递阻力，成为当前MEA制备的主流技术。
无论是使用CCS法还是CCM法制备MEA，制备过程中都需要将催化剂活性组分负载到支撑体上，使用使用粘结剂、有机化学溶剂，这样不够环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的无论是使用CCS法还是CCM法制备MEA，制备过程中都需要将催化剂活性组分负载到支撑体上，使用使用粘结剂、有机化学溶剂，这样不够环保的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，包括底部支板、纳米气泡富氢水设备和反应容器，所述纳米气泡富氢水设备安装在底部支板的上表面右侧，所述纳米气泡富氢水设备的左上侧输出端连接输出管，所述反应容器通过支杆连接在反应容器的左侧壁上，所述反应容器的内壁上设置有电加热组件，所述输出管延伸至反应容器的内部，所述反应容器呈中空管状反应容器，所述反应容器的外壁下侧边缘处设置有上连接压板，所述上连接压板的下侧设置有下连接压板，所述上连接压板、下连接压板之间夹持有弹性夹持圈。
优选的，所述底部支板的上表面左侧设置有收集槽，所述收集槽位于反应容器的正下侧。
优选的，所述上连接压板的下表面边缘处设置有环形凸条，所述下连接压板的上表面边缘处开设有与环形凸条位置对应且相适配的环形凹槽。
一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺，该健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺的具体步骤如下：
S1：将Nafion膜夹持在上连接压板、下连接压板之间，且使得Nafion膜的边缘处夹持在环形凸条、环形凹槽之间，将弹性夹持圈卡在上连接压板、下连接压板的外壁上，使得Nafion膜的与上连接压板、下连接压板之间连接紧固；
S2：向反应容器内加入15-55％Nacl溶液，恒温65度，通过电加热组件对Nacl溶液煮60分钟；
S3：配置3mol每升贵金属催化剂溶液，将贵金属催化剂溶液加入Nacl溶液中贵金属离子与Na+离子置换；
S4：通过纳米气泡富氢水设备制取纳米气泡富氢水，纳米气泡富氢水作为还原剂，纳米气泡富氢水通过输出管输入至反应容器内，把贵金属离子还原为贵金属单质沉积在质子交换膜表面。
优选的，所述贵金属催化剂溶液为氯铂酸、氯铱酸或铂、铱金属非金属催化剂的酸或者碱氧化物的水溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方案综合化学液相沉积法和浸渍还原法优点弊端，发明了微纳米气泡富氢水作为还原剂，Nacl溶液水煮质子交换膜，运用液相化学沉积法得到沉积层更为致密，贵金属颗粒可以达到纳米级别，比表面性能更为优越，催化性能更好的无公害、无残留、健康环保的家用吸氢机、医用氢氧呼吸机膜电极。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明反应容器、上连接压板、下连接压板的剖视结构示意图。
图中：1底部支板、2纳米气泡富氢水设备、3反应容器、4支杆、5输出管、6上连接压板、7下连接压板、8弹性夹持圈、9收集槽、10环形凸条、11环形凹槽、12电加热组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，包括底部支板1、纳米气泡富氢水设备2和反应容器3，所述纳米气泡富氢水设备2安装在底部支板1的上表面右侧，所述纳米气泡富氢水设备2的左上侧输出端连接输出管5，所述反应容器3通过支杆4连接在反应容器3的左侧壁上，所述反应容器3的内壁上设置有电加热组件12，所述输出管5延伸至反应容器3的内部，所述反应容器3呈中空管状反应容器，所述反应容器3的外壁下侧边缘处设置有上连接压板6，所述上连接压板6的下侧设置有下连接压板7，所述上连接压板6、下连接压板7之间夹持有弹性夹持圈8。
进一步地，所述底部支板1的上表面左侧设置有收集槽9，所述收集槽9位于反应容器3的正下侧。
进一步地，所述上连接压板6的下表面边缘处设置有环形凸条10，所述下连接压板7的上表面边缘处开设有与环形凸条10位置对应且相适配的环形凹槽11。
一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺，该健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺的具体步骤如下：
S1：将Nafion膜夹持在上连接压板6、下连接压板7之间，且使得Nafion膜的边缘处夹持在环形凸条10、环形凹槽11之间，将弹性夹持圈8卡在上连接压板6、下连接压板7的外壁上，使得Nafion膜的与上连接压板6、下连接压板7之间连接紧固；
S2：向反应容器3内加入15-55％Nacl溶液，恒温65度，通过电加热组件12对Nacl溶液煮60分钟；
S3：配置3mol每升贵金属催化剂溶液，将贵金属催化剂溶液加入Nacl溶液中贵金属离子与Na+离子置换；
S4：通过纳米气泡富氢水设备2制取纳米气泡富氢水，纳米气泡富氢水作为还原剂，纳米气泡富氢水通过输出管5输入至反应容器3内，把贵金属离子还原为贵金属单质沉积在质子交换膜表面。
进一步地，所述贵金属催化剂溶液为氯铂酸、氯铱酸或铂、铱金属非金属催化剂的酸或者碱氧化物的水溶液。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，包括底部支板(1)、纳米气泡富氢水设备(2)和反应容器(3)，其特征在于：所述纳米气泡富氢水设备(2)安装在底部支板(1)的上表面右侧，所述纳米气泡富氢水设备(2)的左上侧输出端连接输出管(5)，所述反应容器(3)通过支杆(4)连接在反应容器(3)的左侧壁上，所述反应容器(3)的内壁上设置有电加热组件(12)，所述输出管(5)延伸至反应容器(3)的内部，所述反应容器(3)呈中空管状反应容器，所述反应容器(3)的外壁下侧边缘处设置有上连接压板(6)，所述上连接压板(6)的下侧设置有下连接压板(7)，所述上连接压板(6)、下连接压板(7)之间夹持有弹性夹持圈(8)。
2.根据权利要求1所述的一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，其特征在于：所述底部支板(1)的上表面左侧设置有收集槽(9)，所述收集槽(9)位于反应容器(3)的正下侧。
3.根据权利要求1所述的一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，其特征在于：所述上连接压板(6)的下表面边缘处设置有环形凸条(10)，所述下连接压板(7)的上表面边缘处开设有与环形凸条(10)位置对应且相适配的环形凹槽(11)。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺，其特征在于：该健康环保无毒害残留膜电极生产设备的生产工艺的具体步骤如下：
S1：将Nafion膜夹持在上连接压板(6)、下连接压板(7)之间，且使得Nafion膜的边缘处夹持在环形凸条(10)、环形凹槽(11)之间，将弹性夹持圈(8)卡在上连接压板(6)、下连接压板(7)的外壁上，使得Nafion膜的与上连接压板(6)、下连接压板(7)之间连接紧固；
S2：向反应容器(3)内加入15-55％Nacl溶液，恒温65度，通过电加热组件(12)对Nacl溶液煮60分钟；
S3：配置3mol每升贵金属催化剂溶液，将贵金属催化剂溶液加入Nacl溶液中贵金属离子与Na+离子置换；
S4：通过纳米气泡富氢水设备(2)制取纳米气泡富氢水，纳米气泡富氢水作为还原剂，纳米气泡富氢水通过输出管(5)输入至反应容器(3)内，把贵金属离子还原为贵金属单质沉积在质子交换膜表面。
5.根据权利要求4所述的一种健康环保无毒害残留膜电极生产设备，其特征在于：所述贵金属催化剂溶液为氯铂酸、氯铱酸或铂、铱金属非金属催化剂的酸或者碱氧化物的水溶液。
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