一种孔径梯度分布的水传输板及其制备方法与流程

文档序号:12726468阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种平均孔径梯度分布的水传输板,其特征在于:由2层或3层以上的碳层堆叠而成,这些堆叠的碳层平均孔径为从多孔碳板一侧到另一侧平均孔径从大到小或从小到大分布的结构。

2.根据权利要求1所述的水传输板,其特征在于:所述水传输板平面电阻率为1-5mΩcm,弯曲强度为5-50MP,透水压为0-0.03MPa,泡点为0.05-0.2MPa,接触角为5°-85°,厚度为0.5-7mm,平均孔径为0.1-20μm,孔隙率为5%-50%,以水传输板所有的孔为基准,亲水孔比例为50%-100%。

3.一种权利要求1或2所述的的水传输板的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)将造孔剂、导电石墨粉、导电碳纤维和树脂粘结剂混合均匀后置于模具中,改变造孔剂的种类或者添加量并重复上述步骤,其中重复次数为n次(n≥0,n为整数),将模具中的粉末进行热压成形处理,除去造孔剂即得多孔碳板;

(2)将热压形成的多孔碳板通过高温石墨化处理得多孔石墨板;

(3)将多孔石墨板置于钛酸丁酯溶液中,进行在真空度为0.02-0.1MPa下抽真空处理10-60min,然后取出烘干,最后置于马弗炉中400-500℃高温焙烧处理2-5h。

4.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述造孔剂、导电石墨粉、增强纤维和粘结剂树脂的比例为5-30wt%:50-75wt%:5-15wt%:10-20wt%;所述热压过程中,压力为1-10MPa,温度为100-250℃,时间为10-60min。

5.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的造孔剂为(NH4)2C2O4、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NaCl或KCl中的一种或二种以上。

6.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的导电石墨粉为KS75、K150或膨胀石墨中的一种或二种以上,其粒径为1-60μm。

7.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的导电纤维为碳纤维、石墨纤维或玻璃纤维的一种或二种以上,直径为1-15μm,长径比为10-50。

8.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的粘结剂树脂为热塑性树脂,上述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚醚砜、热塑性酚醛树脂或聚苯二甲酸乙二醇酯的一种或二种以上。

9.根据权利要求3所述的水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述高温石墨化处理温度为2000-3500℃,处理时间为1-3h。

10.根据权利要求3所述水传输板的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的钛酸丁酯溶液浓度为0.01-1mol L-1,溶剂为水和乙醇的混合液,溶剂中水和乙醇的体积比为0.1-2。

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