CN205199794U - 一种双极膜催化层喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型双极膜催化层喷涂装置，是将双极膜的催化层采用喷涂的方式涂覆，本实用新型装置是根据喷涂件的尺寸提前设置好喷枪的行程，根据要喷涂的催化层的量来提前设计喷枪运行的速度，该种涂覆方式可将催化层的催化剂的喷涂量用一些具体的参数控制，且催化剂在阴膜层或阳膜层表面的涂覆厚度均一，该工艺成型的双极膜具有成型工艺简单，易操作等特点。

Description

一种双极膜催化层喷涂装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷涂领域的装置，特别涉及双极膜催化层的喷涂成型装置

背景技术

双极膜是一种新型的离子交换膜，在直流电场作用下，双极膜可将水解离，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子，利用这一特点，将双极膜与其他阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱。大多数双极膜是由三层结构即阳离子交换层、阴离子交换层和弱酸或弱碱催化剂的中间层组成，次中间层是两种离子交换膜之间的过渡区，在那儿发生水解离，为了有所要求的水解离能力，它必须含适当浓度的催化组分。很多文献均有报道具有极低溶解度的离子络合物如铬(Ⅲ)或铁(Ⅲ)的化合物，或其它很多重金属离子都能加速水解离反应，然而它们的比电阻相当高，为了使缅甸组减至最小，两个相反荷电层之间的界面或过渡区的厚度应该尽可能的薄，即催化层要尽可能的薄的同时要保持一定的浓度。而目前国内的一些双极膜的制备，很多采用将一种离子膜含浸在一定浓度的催化剂的溶液里交联，然后复合另外一层离子膜，本实用新型装置是采用喷涂的方式将催化剂溶液均匀的涂覆在一层离子膜组件表面。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种双极膜中间层涂覆装置，它操作方便，安全性高，中间层涂覆均一可控，自动化程度高，为双极膜的制备提供了便利。

本实用新型涂覆设备是采用喷涂的方式将混合均一的含有催化剂的溶液均匀的喷涂在阴膜层或阳膜层表面。其主要组成部分：PLC可编程逻辑控制器、伺服驱动器、触摸屏、喷枪、离心泵、储罐、空气压缩机。其特征在于：将履带(3,4)的方向设为X轴方向，Y轴方向，喷枪置于0点位置，空气压缩机气管与喷枪相连作为喷枪喷涂的驱动力，通过离心泵将储罐里的催化剂溶液传输至喷枪，设计好触摸屏里的参数，在履带的带动下喷枪就按照设计好的区域进行喷涂，喷涂结束后可按照设定的程序进行清洗。

所述PLC可编程逻辑控制器是将喷枪的行程量化的编程，由触摸屏人工控制；

所述X轴、Y轴是人为设定的喷枪的运行的两个方向，以此来确定喷涂件的平面位置；

所述空气压缩机是压力可以满足0.4Kpa且装有过滤系统的压缩机；

所述喷枪为日本岩田0.8mm喷枪；

所述储罐是由有机材料加工的耐腐蚀性的储罐，用于储存催化剂的溶液。储罐的盖子内部装有离心泵。

所述触摸屏的参数有：

1.X轴起点坐标：根据托盘离喷枪原点的距离设置数据；

2.Y轴起点坐标：根据托盘离喷枪原点的距离设置数据；

3.X轴喷涂行程：喷涂工件宽度；

4.Y轴喷涂行程：喷涂工件深度；

5.Y轴单步行程：喷枪往复的单次前进距离，根据喷涂厚度设定；

6.XY轴回原点速率：原点校正速度；

7.等待时间设定：喷枪换向时，喷枪暂停喷涂时间，根据工艺调整；

8.自动洗枪延时时间：最后一次喷涂结束到开始清洗喷枪的时间；

9.喷枪自动清洗时间：清洗喷枪的时间；

所述催化剂溶液为三价铁离子或络合物的溶液，或可以作为催化剂，溶剂为水或醇的溶液。

本实用新型双极膜催化层喷涂装置，在使用之前，先调试喷枪喷涂的大小，喷枪高度以确定喷涂量。设置好触摸屏里的参数，然后将阳离子膜层或阴离子膜层喷涂件置于喷枪正下方，打开喷涂开关开始喷涂，喷涂结束后将阳离子膜层或阴离子膜层取出置烘箱中烘干，烘干后可以进行第三层的流涎。设置喷枪清洗时间，开始清洗喷枪，防止喷枪堵塞，然后关闭电源。

本实用新型双极膜催化层喷涂装置，将喷涂智能化，集成了参数控制的装置，

可有效控制中间催化层的厚度及浓度。

附图说明

图1为实用新型双极膜催化层喷涂装置的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图以实施例对本新型双极膜催化层喷涂装置作详细说明。

图1给出了本新型双极膜催化层喷涂装置结构示意图，平台6的台面要求光滑平整，在6的台面的左侧放置配电柜11，用来集成所有电路。配电柜11上装有触摸屏10，触摸屏用来控制储罐泵的开关，喷枪的行程参数。框架5置于平台6的台面上，用来支撑履带及喷枪等结构，伺服驱动器1安装在框架5的左外侧，定义为X轴方向的伺服驱动器，伺服驱动器2定义为Y轴方向伺服驱动器，喷枪12安装在框架5的左下方，阴膜层或阳膜层待喷涂件放置在喷枪正下方13位置，喷枪的XY坐标为(0,0)。空气压缩机7为喷枪提供驱动力，将储罐8里的催化剂溶液用离心泵传输至喷枪12位置，在空气压力的驱动下开始喷涂，同时在履带3的带动下喷枪边喷涂边沿X轴正方向匀速缓慢运行，运行至设置位置(X轴喷涂行程)，改变方向沿Y轴方向运行至设置位置(Y轴单步行程)，喷枪改变运行方向，沿X轴负方向运行，依次往复运行数次，便可将阴膜层或阳膜层表面均匀的喷涂。喷涂结束后，设置清洗时间(喷枪自动清洗时间)，便可自动清洗喷枪。

本实施例实验是用Fecl₃溶液作为催化层的双极膜的制备，储罐里配制3升的5％的Fecl₃溶液，以含有磺酸基团的SPPO作为阳膜层，以含有季铵基团的QPPO作为阴膜层，通过该设备在阳膜层上喷涂催化层，烘干后流涎阴膜层，用该工艺成型的双极膜在100mA/cm²的电流密度下的解离电压在1.8V-1.9V之间。可见该工艺成型的双极膜的解离电压比较稳定，具有可追溯性。

Claims (2)

1.本实用新型双极膜催化层喷涂装置，采用框架一体化智能设计，包括伺服驱动器(1、2)、履带(3、4)、框架(5)、平台(6)、空气压缩机(7)、储罐(8、9)、触摸屏(10)、配电柜(11)和喷枪(12)，其特征在于：在平台(6)的台面左侧放置配电柜(11)，用来集成所有电路；配电柜(11)上装有触摸屏(10)，触摸屏用来设置喷枪的运行参数；框架(5)置于平台(6)的台面上，伺服驱动器(1、2)分别安装在框架(5)的两侧，喷枪(12)安装在框架(5)的左下方，阴膜层或阳膜层待喷涂件放置在喷枪正下方(13)位置，空气压缩机(7)通过气管与喷枪(12)相连，储罐(8、9)通过PVC管道与喷枪相连，喷枪(12)在空气压力的驱动下开始喷涂，同时在履带(3、4)的带动下开始缓慢运行，均匀的喷涂整个喷涂件表面。

2.如权利要求1所述的双极膜催化层喷涂装置，特征在于：所述储罐(8、9)是个密封的储罐，其密封盖内部放置离心泵，料液可以长期储存在储罐中。