[发明专利]陶瓷选择性膜在审
| 申请号： | 201780009260.7 | 申请日： | 2017-02-02 |
| 公开（公告）号： | CN108602037A | 公开（公告）日： | 2018-09-28 |
| 发明（设计）人： | 利洛·D·波佐;安东尼·威廉·莫雷蒂;格雷戈里·M·纽勃姆;亚伦·韦斯特;伊顿·里弗斯 | 申请（专利权）人： | 华盛顿大学 |
| 主分类号： | B01J13/02 | 分类号： | B01J13/02;C09K8/80 |
| 代理公司： | 北京汇思诚业知识产权代理有限公司 11444 | 代理人： | 王刚;龚敏 |
| 地址： | 美国*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 选择性膜 陶瓷 离子传导膜 氧化还原液流电池 二氧化硅陶瓷 多孔膜基材 气体选择性 质子传导膜 燃料电池 | ||
1.一种形成陶瓷选择性膜的方法，该方法包括：
将陶瓷前驱体溶胶施加到多孔膜基材上；以及
使用溶胶-凝胶法使所述陶瓷前驱体溶胶胶凝化，以由陶瓷前驱体溶胶形成选择性二氧化硅陶瓷，从而提供包括由所述多孔膜基材支撑的选择性二氧化硅陶瓷的陶瓷选择性膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述陶瓷前驱体溶胶包括碱性硅酸盐溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述碱性硅酸盐溶液由选自由硅酸钠、硅酸锂和硅酸钾的硅酸盐组成的组中的硅酸盐形成。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述碱性硅酸盐溶液的浓度为5重量％至50重量％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔膜基材具有多个直径为10nm或更大的孔。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔膜基材具有化学上与陶瓷前驱体溶胶相似的化学表面官能度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔膜基材选自由二氧化硅滤纸、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)组成的组。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述陶瓷前驱体溶胶应用到多孔膜基材上的步骤之前用可压缩聚合物浸渍所述多孔膜基材的边缘部分的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，用可压缩聚合物浸渍所述多孔膜基材的边缘部分的所述步骤包括用所述可压缩聚合物浸渍所述多孔膜基材的所有边缘，足以形成与所述多孔膜基材交界的垫圈。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，边缘部分的宽度为1mm或更大。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述可压缩聚合物包括热塑性弹性体聚合物。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，用所述可压缩聚合物浸渍所述多孔膜基材的边缘部分包括选自由熔化、溶液沉积和原位反应组成的组的方法。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述陶瓷前驱体溶胶胶凝化包括化学凝胶化。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述化学凝胶化包括将陶瓷前驱体溶胶暴露于酸溶液中。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，使所述陶瓷前驱体溶胶凝胶化还包括暴露在20℃至100℃范围内的温度。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述陶瓷前驱体溶胶胶凝化包括暴露于20℃至100℃范围内的温度。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述陶瓷选择性膜包含多个尺寸范围为0.1nm至10nm的孔。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述陶瓷选择性膜的厚度为0.1mm至1mm。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括通过以下方式沉积至少一个附加陶瓷层：
将所述陶瓷前驱体溶胶应用于由所述多孔膜基材支撑的所述选择性二氧化硅陶瓷上；和
使所述陶瓷前驱体溶胶胶凝化，以提供由所述多孔膜基材支撑的双涂层的选择性二氧化硅陶瓷。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括第二次重复沉积至少一个附加陶瓷层的步骤，以提供由所述多孔膜基材支撑的三涂层的选择性二氧化硅陶瓷。
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