1.本发明涉及制氢工艺，特别是涉及基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料。
背景技术：
2.氢能产业是构建低碳清洁能源体系、应对环境挑战、推动能源革命、保证能源安全的战略产业体系，氢具有能量和物质相联通的双重属性，是电能向各行业领域延伸深度替代化石能源利用的重要纽带，电解水制氢过程中需要使用到隔膜，隔膜将水电解槽电解小室分隔为阴极区、阳极区，并使产生的氢气、氧气分隔，防止氢气、氧气互相穿透。
3.现有技术存在以下不足：现有隔膜材料存在热收缩率太高和电解液浸润性不足，循环性能低且热安全性能差。
技术实现要素：
4.本发明提供基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料，以解决背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：所述隔膜材料由以下重量份的成分制备而成：聚烯烃50-60份，凝胶电解质5-10份，聚多巴胺5-15份，偏氟乙烯10-16份，乙基纤维素10-20份，聚乙烯吡咯烷酮20-30份，乙烯基硅树脂5-10份，去离子水2-6份，聚甲基丙烯酸10-20份，丙酮3-7份；
6.在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
7.优选的，所述生物质素包括乙基纤维素，乙基纤维素是一种纤维素的衍生物，将纤维素中的部分羟基用乙基取代后即可形成，纤维素是一种多糖，由300到15000个d-葡萄糖单体通过β-1，4-糖苷键连接而成，分子量在5万到250万之间；
8.乙基纤维素在自然界中分布广泛，主要存在于植物当中，如棉花、木材等，纤维素不溶于水，乙醇和稀酸、稀碱等，加热到150℃依然保持结构稳定，同纤维素一样，乙基纤维素的热稳定性好，不会在高温下发生热收缩之类的形变，不同于纤维素的低溶解性，乙基纤维素可以溶于乙醇，这就使得配置铸膜液并涂覆的过程非常方便，最重要的是，乙基纤维素无毒无害，已经在药剂中大量使用，可用做药片粘合剂，缓释剂和薄膜包衣材料，作为一种生物质材料，乙基纤维素的来源广泛，可通过各种植物纤维来生产。
9.优选的，所述凝胶电解质包括pegmea和pegda，不但提高了电导率，还将隔膜的电化学窗口扩展到5v。
10.优选的，采用氧聚合的方法在pe隔膜表面复合聚多巴胺，利用聚多巴胺极强的附着能力和极性官能团改善了浸润性。
11.优选的，通过浸泡法将偏氟乙烯复合到隔膜上，制备出高安全性的复合隔膜，利用偏氟乙烯的热稳定性使得复合膜具有阻燃的特性，使隔膜能够承受350℃的高温。
12.优选的，聚甲基丙烯酸平均分子量50-100万，为高度透明的无定形热塑性聚合物，玻璃化温度80-100摄氏度，分解温度＞200摄氏度，使用温度-40-80摄氏度，具有耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、焼径和油脂等优点。
13.本发明还提供一种基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
14.聚烯烃热融后与去离子水、聚甲基丙烯酸以及丙酮放入反应釜反应，反应釜内部温度设置为60摄氏度，反应时间为2h，基料置于模具中自然冷却定型得到改性聚烯烃隔膜，乙基纤维素溶于乙醇溶液中(乙醇和水的体积比为5:1)得到预处理液，将同等质量的聚乙烯吡咯烷酮加入到该溶液中作为造孔剂，依次将预处理液、聚乙烯吡咯烷酮、凝胶电解质、聚多巴胺、偏氟乙烯放入混合设备在60℃搅拌12h得到铸膜液，先前配置的铸膜液倒入反应釜，然后将改性聚烯烃隔膜粘贴在的塑料框架上，并放入反应釜浸泡于铸膜液中，然后在30℃放置30min，使得铸膜液充分浸润改性聚烯烃隔膜，最后将浸泡后的隔膜取出后放在真空干燥箱内，90℃干燥一小时去除溶剂，取出隔膜后冷却至室温，然后放在去离子水中24小时去掉ec中的聚乙烯吡咯烷酮造孔剂(pvp易溶于水)，最后在室温下放置干燥。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16.本发明在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
18.基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料，与现有技术不同的是，所述隔膜材料由以下重量份的成分制备而成：聚烯烃50-60份，凝胶电解质5-10份，聚多巴胺5-15份，偏氟乙烯10-16份，乙基纤维素10-20份，聚乙烯吡咯烷酮20-30份，乙烯基硅树脂5-10份，去离子水2-6份，聚甲基丙烯酸10-20份，丙酮3-7份；
19.在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
20.实施例1
21.所述隔膜材料由以下重量份的成分制备而成：聚烯烃50份，凝胶电解质5份，聚多巴胺5份，偏氟乙烯10份，生物质素10份，聚乙烯吡咯烷酮20份，乙烯基硅树脂5份，去离子水2份，聚甲基丙烯酸10份，丙酮3份；
22.在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温
尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
23.所述生物质素包括乙基纤维素，乙基纤维素是一种纤维素的衍生物，将纤维素中的部分羟基用乙基取代后即可形成，纤维素是一种多糖，由300到15000个d-葡萄糖单体通过β-1，4-糖苷键连接而成，分子量在5万到250万之间；
24.乙基纤维素在自然界中分布广泛，主要存在于植物当中，如棉花、木材等，纤维素不溶于水，乙醇和稀酸、稀碱等，加热到150℃依然保持结构稳定，同纤维素一样，乙基纤维素的热稳定性好，不会在高温下发生热收缩之类的形变，不同于纤维素的低溶解性，乙基纤维素可以溶于乙醇，这就使得配置铸膜液并涂覆的过程非常方便，最重要的是，乙基纤维素无毒无害，已经在药剂中大量使用，可用做药片粘合剂，缓释剂和薄膜包衣材料，作为一种生物质材料，乙基纤维素的来源广泛，可通过各种植物纤维来生产。
25.所述凝胶电解质包括pegmea和pegda，不但提高了电导率，还将隔膜的电化学窗口扩展到5v。
26.采用氧聚合的方法在pe隔膜表面复合聚多巴胺，利用聚多巴胺极强的附着能力和极性官能团改善了浸润性。
27.通过浸泡法将偏氟乙烯复合到隔膜上，制备出高安全性的复合隔膜，利用偏氟乙烯的热稳定性使得复合膜具有阻燃的特性，使隔膜能够承受350℃的高温。
28.聚甲基丙烯酸平均分子量50-100万，为高度透明的无定形热塑性聚合物，玻璃化温度80-100摄氏度，分解温度＞200摄氏度，使用温度-40-80摄氏度，具有耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、焼径和油脂等优点。
29.本发明还提供一种基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
30.聚烯烃热融后与去离子水、聚甲基丙烯酸以及丙酮放入反应釜反应，反应釜内部温度设置为60摄氏度，反应时间为2h，基料置于模具中自然冷却定型得到改性聚烯烃隔膜，乙基纤维素溶于乙醇溶液中(乙醇和水的体积比为5:1)得到预处理液，将同等质量的聚乙烯吡咯烷酮加入到该溶液中作为造孔剂，依次将预处理液、聚乙烯吡咯烷酮、凝胶电解质、聚多巴胺、偏氟乙烯放入混合设备在60℃搅拌12h得到铸膜液，先前配置的铸膜液倒入反应釜，然后将改性聚烯烃隔膜粘贴在的塑料框架上，并放入反应釜浸泡于铸膜液中，然后在30℃放置30min，使得铸膜液充分浸润改性聚烯烃隔膜，最后将浸泡后的隔膜取出后放在真空干燥箱内，90℃干燥一小时去除溶剂，取出隔膜后冷却至室温，然后放在去离子水中24小时去掉ec中的聚乙烯吡咯烷酮造孔剂(pvp易溶于水)，最后在室温下放置干燥。
31.实施例2
32.所述隔膜材料由以下重量份的成分制备而成：聚烯烃55份，凝胶电解质8份，聚多巴胺10份，偏氟乙烯13份，生物质素15份，聚乙烯吡咯烷酮25份，乙烯基硅树脂8份，去离子水4份，聚甲基丙烯酸15份，丙酮5份；
33.在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
34.所述生物质素包括乙基纤维素，乙基纤维素是一种纤维素的衍生物，将纤维素中的部分羟基用乙基取代后即可形成，纤维素是一种多糖，由300到15000个d-葡萄糖单体通过β-1，4-糖苷键连接而成，分子量在5万到250万之间；
35.乙基纤维素在自然界中分布广泛，主要存在于植物当中，如棉花、木材等，纤维素不溶于水，乙醇和稀酸、稀碱等，加热到150℃依然保持结构稳定，同纤维素一样，乙基纤维素的热稳定性好，不会在高温下发生热收缩之类的形变，不同于纤维素的低溶解性，乙基纤维素可以溶于乙醇，这就使得配置铸膜液并涂覆的过程非常方便，最重要的是，乙基纤维素无毒无害，已经在药剂中大量使用，可用做药片粘合剂，缓释剂和薄膜包衣材料，作为一种生物质材料，乙基纤维素的来源广泛，可通过各种植物纤维来生产。
36.所述凝胶电解质包括pegmea和pegda，不但提高了电导率，还将隔膜的电化学窗口扩展到5v。
37.采用氧聚合的方法在pe隔膜表面复合聚多巴胺，利用聚多巴胺极强的附着能力和极性官能团改善了浸润性。
38.通过浸泡法将偏氟乙烯复合到隔膜上，制备出高安全性的复合隔膜，利用偏氟乙烯的热稳定性使得复合膜具有阻燃的特性，使隔膜能够承受350℃的高温。
39.聚甲基丙烯酸平均分子量50-100万，为高度透明的无定形热塑性聚合物，玻璃化温度80-100摄氏度，分解温度＞200摄氏度，使用温度-40-80摄氏度，具有耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、焼径和油脂等优点。
40.本发明还提供一种基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
41.聚烯烃热融后与去离子水、聚甲基丙烯酸以及丙酮放入反应釜反应，反应釜内部温度设置为60摄氏度，反应时间为2h，基料置于模具中自然冷却定型得到改性聚烯烃隔膜，乙基纤维素溶于乙醇溶液中(乙醇和水的体积比为5:1)得到预处理液，将同等质量的聚乙烯吡咯烷酮加入到该溶液中作为造孔剂，依次将预处理液、聚乙烯吡咯烷酮、凝胶电解质、聚多巴胺、偏氟乙烯放入混合设备在60℃搅拌12h得到铸膜液，先前配置的铸膜液倒入反应釜，然后将改性聚烯烃隔膜粘贴在的塑料框架上，并放入反应釜浸泡于铸膜液中，然后在30℃放置30min，使得铸膜液充分浸润改性聚烯烃隔膜，最后将浸泡后的隔膜取出后放在真空干燥箱内，90℃干燥一小时去除溶剂，取出隔膜后冷却至室温，然后放在去离子水中24小时去掉ec中的聚乙烯吡咯烷酮造孔剂(pvp易溶于水)，最后在室温下放置干燥。
42.实施例3
43.所述隔膜材料由以下重量份的成分制备而成：聚烯烃60份，凝胶电解质10份，聚多巴胺15份，偏氟乙烯16份，生物质素20份，聚乙烯吡咯烷酮30份，乙烯基硅树脂10份，去离子水6份，聚甲基丙烯酸20份，丙酮7份；
44.在聚烯烃成型隔膜的表面涂覆耐温性能的乙烯基硅树脂，乙烯基硅树脂均匀分布在聚烯烃隔膜表面，减小隔膜的孔径，得到了新型的复合隔膜，不仅提高了该复合隔膜高温尺寸稳定性和对电解液的亲和性，还减小了隔膜的孔径，使其具有高的比容量，高的离子电导率和优异的电化学稳定性。
45.所述生物质素包括乙基纤维素，乙基纤维素是一种纤维素的衍生物，将纤维素中的部分羟基用乙基取代后即可形成，纤维素是一种多糖，由300到15000个d-葡萄糖单体通
过β-1，4-糖苷键连接而成，分子量在5万到250万之间；
46.乙基纤维素在自然界中分布广泛，主要存在于植物当中，如棉花、木材等，纤维素不溶于水，乙醇和稀酸、稀碱等，加热到150℃依然保持结构稳定，同纤维素一样，乙基纤维素的热稳定性好，不会在高温下发生热收缩之类的形变，不同于纤维素的低溶解性，乙基纤维素可以溶于乙醇，这就使得配置铸膜液并涂覆的过程非常方便，最重要的是，乙基纤维素无毒无害，已经在药剂中大量使用，可用做药片粘合剂，缓释剂和薄膜包衣材料，作为一种生物质材料，乙基纤维素的来源广泛，可通过各种植物纤维来生产。
47.所述凝胶电解质包括pegmea和pegda，不但提高了电导率，还将隔膜的电化学窗口扩展到5v。
48.采用氧聚合的方法在pe隔膜表面复合聚多巴胺，利用聚多巴胺极强的附着能力和极性官能团改善了浸润性。
49.通过浸泡法将偏氟乙烯复合到隔膜上，制备出高安全性的复合隔膜，利用偏氟乙烯的热稳定性使得复合膜具有阻燃的特性，使隔膜能够承受350℃的高温。
50.聚甲基丙烯酸平均分子量50-100万，为高度透明的无定形热塑性聚合物，玻璃化温度80-100摄氏度，分解温度＞200摄氏度，使用温度-40-80摄氏度，具有耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、焼径和油脂等优点。
51.本发明还提供一种基于制氢工艺可提升离子迁移性能的非石棉复合隔膜材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
52.聚烯烃热融后与去离子水、聚甲基丙烯酸以及丙酮放入反应釜反应，反应釜内部温度设置为60摄氏度，反应时间为2h，基料置于模具中自然冷却定型得到改性聚烯烃隔膜，乙基纤维素溶于乙醇溶液中(乙醇和水的体积比为5:1)得到预处理液，将同等质量的聚乙烯吡咯烷酮加入到该溶液中作为造孔剂，依次将预处理液、聚乙烯吡咯烷酮、凝胶电解质、聚多巴胺、偏氟乙烯放入混合设备在60℃搅拌12h得到铸膜液，先前配置的铸膜液倒入反应釜，然后将改性聚烯烃隔膜粘贴在的塑料框架上，并放入反应釜浸泡于铸膜液中，然后在30℃放置30min，使得铸膜液充分浸润改性聚烯烃隔膜，最后将浸泡后的隔膜取出后放在真空干燥箱内，90℃干燥一小时去除溶剂，取出隔膜后冷却至室温，然后放在去离子水中24小时去掉ec中的聚乙烯吡咯烷酮造孔剂(pvp易溶于水)，最后在室温下放置干燥。
53.上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。