一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备及方法与流程

本发明涉及电解水制氢，具体说是一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备及方法。

背景技术：

1、在碱性电解槽中，阴极产生h2，阳极产生o2，如果不把它们分隔开来，就会发生h2、o2混合，这样不但达不到生产h2的目的，而且还会带来安全隐患，这就需要用隔膜将h2、o2严格的隔离开来，隔膜质量的好坏，直接关系到h2、o2的纯度和电耗问题，因此，隔膜成为人们研究的热点，早期是使用石棉作为隔膜材料，但是石棉在碱性电解液中的溶胀性与石棉对人体的伤害使得其逐渐被淘汰，行业内广泛使用的隔膜为以聚苯硫醚(pps)织物为基底的新型复合隔膜。其中，pps织物作为基底能够提供一定的物理支撑作用，同时pps织物有着耐热性能优异、机械强度高、电性能优良的特点。但是pps织物的亲水性太弱，如果只用pps织物作为隔膜，会造成电解槽内阻过大，因此需要对pps织物进行改性，增强其亲水性。

2、目前常用的隔膜为石棉等材质的纤维编织布或者相转化法制备的聚合物基薄膜，存在阻气性和抗压差性能有所缺陷的问题，现有的隔膜多采用石棉布来作为隔膜，石棉是一种致癌物，在开采和加工使用的过程中会脱落一些小纤维，这些小纤维会对人体健康造成危害，现有的制氢隔膜设备操作较为麻烦，在制备过程中其生产工艺较为复杂，因此本发明设计了一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备及方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备及方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备及方法，包括加料机构、搅拌机构、刮平机构、浸泡机构、排液机构，所述加料机构下端设有搅拌机构，所述搅拌机构下端设有刮平机构，所述刮平机构下端设有浸泡机构，所述浸泡机构一端设有排液机构；

3、优选的，所述加料机构包括底板，所述底板上端固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板上端固定连接有顶板，所述顶板上端固定连接有电动机，所述电动机一端固定连接有第一转轴，所述第一转轴侧壁固定连接有直齿轮，所述直齿轮一端啮合有齿条，所述齿条一端滑动连接有套筒，所述齿条一端固定连接有压簧，所述压簧一端与套筒固定连接，所述套筒上端与顶板固定连接，所述齿条侧壁固定连接有第一连接杆。

4、优选的，所述加料机构还包括第一滑动块，所述第一连接杆一端固定连接有第一滑动块，所述第一滑动块上端开设有第一空心槽，所述第一滑动块外部套设有橡胶块，所述橡胶块一端固定连接有第一进料管，所述第一进料管侧壁与顶板固定连接，所述第一进料管一端固定连接有第一进料斗，所述顶板上端固定连接有第二进料斗。

5、优选的，所述搅拌机构包括第二转轴，所述第二转轴一端与第一转轴固定连接，所述第二转轴一端固定连接有搅拌杆，所述第二转轴一端转动连接有第一圆筒，所述第一圆筒下端固定连接有第二支撑板，所述第二支撑板一端与第一支撑板固定连接，所述第一圆筒侧壁固定连接有连接管。

6、优选的，所述搅拌机构还包括电磁阀，所述连接管内部侧壁固定连接有电磁阀，所述连接管下端固定连接有第二进料管。

7、优选的，所述刮平机构包括液压缸，所述液压缸侧壁与第一支撑板固定连接，所述液压缸一端固定连接有第二连接杆，所述第二连接杆一端固定连接有第一挡块，所述第一挡块一端转动连接有旋转销，所述旋转销一端贴合有滑动板，所述滑动板下端与底板滑动连接，所述滑动板侧壁开设有导向槽，所述滑动板上端固定连接有连接块。

8、优选的，所述刮平机构还包括刮板，所述连接块一端固定连接有刮板，所述连接块侧壁固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆一端滑动连接有伸缩筒，所述伸缩筒一端与第一支撑板固定连接。

9、优选的，所述浸泡机构包括第二圆筒，所述第二圆筒下端与底板固定连接，所述第二圆筒下端与底板固定连接，所述第二圆筒上端紧密贴合有筒体，所述底板上端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧上端与筒体固定连接，所述底板上端固定连接有滑动杆，所述滑动杆侧壁与筒体滑动连接，滑动杆上端固定连接有玻璃板，所述筒体上端固定连接有第二挡块。

10、优选的，所述浸泡机构还包括第二滑动块，所述第二挡块上端贴合有第二滑动块，所述第二滑动块内部开设有第一连接槽，所述第二滑动块侧壁滑动连接有橡胶圈，所述橡胶圈内部开设有第二空心槽，所述第二滑动块上端固定连接有第二弹簧，所述橡胶圈外部侧壁固定连接有进水管。

11、优选的，所述排液机构包括固定块，所述固定块下端与底板固定连接，所述固定块内部开设有第二连接槽，所述固定块侧壁与筒体滑动连接。

12、优选的，具体包括以下步骤：

13、s1，首先将1.5g分子量约为80,000的聚砜置于装有11.0g的市售n-甲基吡咯烷酮的第一圆筒23内，在第一进料斗与第二进料斗内部分别装有0.5g氢化丁腈橡胶，3.0g聚乙烯吡咯烷酮和3.0g二氧化锆制成的溶液与消泡剂溶液，启动电动机顺时针转动带动第一转轴转动，第一转轴转动带动直齿轮转动，直齿轮转动带动齿条向一端移动，齿条向一端移动的过程中会压缩压簧，齿条向一端移动带动第一连接杆向一端移动，第一连接杆向一端移动带动第一滑动块向一端移动，第一滑动块向一端移动带动第一空心槽与第一进料管重合，此时第一进料斗内部的0.5g氢化丁腈橡胶，3.0g聚乙烯吡咯烷酮和3.0g二氧化锆制成的溶液就会通过第一进料管进入第一圆筒内部，当电动机顺时针转动一段时间之后进行反转的时候同样会带动另一个第二进料斗内部的消泡剂进入第一圆筒内部，将乳白色的铸膜液与消泡剂混合进行脱气泡处理。

14、s2，在第一转轴转动的同时带动第二转轴转动，第二转轴转动带动搅拌杆转动，搅拌杆转动将第一圆筒内部的原料混合，继续搅拌2天，获得乳白色的铸膜液，然后搅拌杆反转速度降至50r/min，继续搅拌24h，进行脱气泡处理。

15、s3，当完成对乳白色的铸膜液的搅拌之后启动电磁阀打开，此时第一圆筒内部乳白色的铸膜液就会经过连接管、第二进料管流动至玻璃板的上端，滑动板的上端开设有导向槽，导向槽分为一段倾斜的槽和竖直的槽，在此时启动液压缸缓慢的向上运动，液压缸向上运动带动第二连接杆向上运动，第二连接杆向上运动带动第一挡块向上运动，第一挡块向上运动带动旋转销向上运动，旋转销在导向槽内部滑动，旋转销首先在导向槽倾斜的槽上滑动进而带动滑动板向右运动，滑动板向右运动带动连接块向右运动，连接块向右运动带动刮板向右运动，刮板向右运动将玻璃板上端的乳白色的铸膜液刮平。

16、s4，在刮板将玻璃板上端的乳白色的铸膜液刮制成膜在空气中停留30s后，要将隔膜放入15℃的去离子水中，分钟后，液膜逐渐凝固，在第一挡块向上运动的同时带动筒体向上运动，筒体向上运动会拉伸第一弹簧，筒体向上运动将玻璃板浸泡在筒体中，隔膜浸泡在15℃的去离子水中，使膜内残留的溶剂析出，浸泡二十分钟后，再换新的去离子水继续浸泡，直至浸泡后的水透明不浑浊，将进水管内部通入离子水，在筒体继续向上运动的同时带动第二挡块向上运动，此时旋转销在导向槽上竖直段槽滑动不会带动滑动板移动，第二挡块向上运动时会带动第二滑动块向上运动，在第二滑动块向上运动会带动第一连接槽与第二空心槽重合，此时进水管内部的离子水就会经过第二空心槽与第一连接槽进入筒体内部，第二滑动块缓慢的向上运动，第二滑动块向上运动会压缩第二弹簧，当第二滑动块滑动到橡胶圈上端的时候第一连接槽便会被橡胶圈堵塞住，此时进水管内部的水停止流动，通过设置的结构在筒体向上运动的过程中会带动进水管中的离子水流动一部分进入筒体内部，进入筒体内部用于对隔膜进行浸泡。

17、s5，在液压缸缓慢向下运动的同时会带动第二连接杆向下运动，第二连接杆向下运动时第一弹簧就会带动筒体向下运动回到初始位置，在筒体向下运动的时候会在固定块外壁进行滑动，当筒体滑动到固定块外壁的第二连接槽下端的时候，筒体内部的离子水就会从第二连接槽流出设备，液压缸反复带动筒体上下对隔膜进行浸泡，直至浸泡后的水透明不浑浊，得到碱性电解水隔膜，此时将碱性电解水隔膜取出即可。

18、本发明的有益效果：

19、(1)本发明所述的一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备，通过电动机在正反转的时候可以自动进行添加适量的原料和消泡剂使设备更加自动化节省劳动力，在电动机的正反转可以使搅拌更加均匀，提高了乳白色的铸膜液的质量。

20、(2)本发明所述的一种碱性电解水制氢隔膜的制备设备，通过设置的刮板将玻璃板上端的乳白色的铸膜液刮制成膜，以及通过设置的结构在筒体向上运动的时候会将玻璃板浸泡在筒体中，隔膜浸泡在℃的去离子水中，使膜内残留的溶剂析出，浸泡二十分钟后，再换新的去离子水继续浸泡，在筒体复位到下端的时候就会自动进行排离子水，重复上述步骤进行浸泡直至浸泡后的水透明不浑浊，设置的浸泡机构可以使操作更加简单。