一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，包括以下步驟：a、按質量比，選取35~60份有機高分子樹脂、5~8份高比表面積化合物、5~10份鹽分別倒入3~5份增稠劑中，加熱至75℃~80℃，在轉速2000rpm~2500rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入20~30份金屬粉、7~10份有機導電材料，再將轉速調整至2000rpm~2500rpm，溫度保持在75℃~85℃下攪拌八小時；b、將步驟a中得到的物料在溫度為100~120℃下保溫5分鐘后固化即可。本發(fā)明的催化劑載體將空氣電極的防水、透氣、導電集于一體，工藝簡單、質量穩(wěn)定性高、使用壽命長。
【專利說明】一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學技術和電池制造【技術領域】，特別涉及一種金屬空氣電極的材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]空氣電池具有電化學當量高、成本低、安全、無污染等優(yōu)點，應用前景廣闊。影響空點電池進行工業(yè)化生產的關鍵技術是空氣電極的制備問題。
[0003]空氣電極的電化學反應發(fā)生在氣、液、固三相界面上，即反應必須在活性劑(氧氣)、電解質和催化劑之間同時形成的三個界面上。制備空氣電極的關鍵要使空氣中的氧氣連續(xù)不斷的通過防水透氣層進入三相界面。因此氣體擴散的難易是造成空氣電極極化大的關鍵因素。而氧氣擴散的難易與防水透氣膜密切相關，它取決于透氣層的空濾，孔長及曲折度，即取決于透氣層的物料配比和工藝條件。
[0004]當前制備空氣電極分為催化層、集流層、防水透氣層及鎳網在高溫下合壓起來。該方法制備工藝繁瑣、每層的厚度很難控制導致最終批次產品電性效果差異大。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，能夠立體的擔載催化劑，促使反應在立體的固、液、氣三相界面上。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
a、按質量比，選取35飛O份有機高分子樹脂、5~8份高比表面積化合物、5~10份鹽分別倒入3~5份增稠劑中，加熱至75°C~80°C，在轉速2000rpnT2500rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入20-30份金屬粉、7~10份有機導電材料，再將轉速調整至2000rpnT2500rpm，溫度保持在75 °C~85 °C下攪拌八小時；
b、將步驟a中得到的物料在溫度為10(Tl2(rC下保溫5分鐘后固化即可得到復合導電透氣疏水催化劑載體。
[0007]所述有機高分子樹脂為環(huán)氧雙酚A、環(huán)氧雙酚F、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一種或多種。
[0008]所述有機導電材料為聚吡咯、聚噻吩中的一種。
[0009]所述高表面積化合物為乙炔黑、石墨烯、二氧化硅中的一種。
[0010]所述金屬粉為銅粉、鐵粉、鎳粉中的一種。
[0011]所述增稠劑為羧甲基纖維素、田菁膠、淀粉磷酸酯鈉、羥丙基淀粉中的一種。
[0012]所述鹽為元明粉、氯化鈉中的一種。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的催化劑載體將空氣電極的防水、透氣、導電集于一體，工藝簡單、質量穩(wěn)定性高、使用壽命長；是一種能夠立體的擔載催化劑，促使反應在立體的固、液、氣三相界面上，為催化化學提供新型的防水、透氣、導電的擔載材料。本發(fā)明的工藝簡單，多批次生產證明產品質量穩(wěn)定，且導電性能好；立體擔載催化劑量高，單位面積產能比高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是由本發(fā)明的方法制備的復合導電透氣疏水催化劑載體制備的單層空氣電極的結構圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0016]實施例1
步驟1、按質量比，選取35份環(huán)氧雙酚A、6份乙炔黑、10份元明粉分別倒入4份羧甲基纖維素中，加熱至75°C ,在轉速2000rpm下攪拌一小時,然后將轉速降至800rpm加入30份銅粉、9份聚吡咯，再將轉速調整至2000rpm，溫度保持在80°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為120°C下保溫5分鐘后固化即可。
[0017]實施例2
步驟1、按質量比，選取45份環(huán)氧雙酚F、5份石墨烯、7份氯化鈉分別倒入3份田菁膠中，加熱至78°C，在轉速2500rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入20份鐵粉、7份聚噻吩，再將轉速調整至2500rpm，溫度保持在75°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為110°C下保溫5分鐘后固化即可。
[0018]實施例3
步驟1、按質量比，選取60份酚醛樹脂、8份二氧化硅、5份氯化鈉分別倒入5份淀粉磷酸酯鈉中，加熱至80°C，在轉速2200rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入25份鎳粉、10份聚噻吩，再將轉速調整至2200rpm，溫度保持在85°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為100°C下保溫5分鐘后固化即可。
[0019]實施例4
步驟1、按質量比，選取50份聚偏氟乙烯、6份石墨烯、5份元明粉分別倒入5份羥丙基淀粉中，加熱至80°C，在轉速2300rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入20份鎳粉、8份聚吡咯，再將轉速調整至2300rpm，溫度保持在80°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為100°C下保溫5分鐘后固化即可。
[0020]實施例5
步驟1、按質量比，選取60份聚氨酯樹脂、5份乙炔黑、8份氯化鈉分別倒入3份羧甲基纖維素中，加熱至75°C,在轉速2500rpm下攪拌一小時,然后將轉速降至800rpm加入30份鐵粉、7份聚吡咯，再將轉速調整至2500rpm，溫度保持在85°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為120°C下保溫5分鐘后固化即可。
[0021]實施例6
步驟1、按質量比，選取40份聚四氟乙烯、6份石墨烯、5份元明粉分別倒入4份田菁膠中，加熱至77 V，在轉速2000rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入25份鐵粉、10份聚吡咯，再將轉速調整至2000rpm，溫度保持在75°C下攪拌八小時；
步驟2、將步驟I中得到的物料在溫度為110°C下保溫5分鐘后固化即可。[0022]實施例7
將實施例1的步驟I中的環(huán)氧雙酚A替換為環(huán)氧雙酚A、環(huán)氧雙酚F的混合物，其它不變。
[0023]實施例8
將實施例2的步驟I中的環(huán)氧雙酚F替換為酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚偏氟乙烯的混合物，其它不變。
[0024]如圖1所示，I為載體擔載著催化劑，2為鎳網，通過本發(fā)明的復合導電透氣疏水催化劑載體擔載著催化劑，符合形成立體的固、液、氣三相界面，擔載著催化劑引發(fā)電化學反應，并直接將產生的電流引至鎳網。
[0025]部分實施例的產品的質量的檢驗結果如表1、2所示，
表 I
【權利要求】
1.一種復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: a、按質量比，選取35飛O份有機高分子樹脂、5~8份高比表面積化合物、5~10份鹽分別倒入3~5份增稠劑中，加熱至75°C~80°C，在轉速2000rpnT2500rpm下攪拌一小時，然后將轉速降至800rpm加入20-30份金屬粉、7~10份有機導電材料，再將轉速調整至2000rpnT2500rpm，溫度保持在75 °C~85 °C下攪拌八小時； b、將步驟a中得到的物料在溫度為10(Tl2(rC下保溫5分鐘后固化即可得到復合導電透氣疏水催化劑載體。
2.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述有機高分子樹脂為環(huán)氧雙酚A、環(huán)氧雙酚F、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一種或多種。
3.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述有機導電材料為聚吡咯、聚噻吩中的一種。
4.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述高表面積化合物為乙炔黑、石墨烯、二氧化硅中的一種。
5.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述金屬粉為銅粉、鐵粉、鎳粉中的一種。
6.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述增稠劑為羧甲基纖維素、田菁膠、淀粉磷酸酯鈉、羥丙基淀粉中的一種。
7.如權利要求1所述的復合導電透氣疏水催化劑載體的制備方法，其特征在于:所述鹽為元明粉、氯化鈉中的一種。
【文檔編號】H01M4/88GK103579637SQ201310470240
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】孫晨, 劉歡, 王曉穎, 朱新堅, 王紀忠 申請人:江蘇超潔綠色能源科技有限公司