[发明专利]一种膜电极用扩散层及其制备方法

权利要求书

1.一种膜电极用扩散层，它包括改性扩散层基底和微孔层，其中改性扩散层基底由粒径为300-400nm的聚1，5-二氨基蒽醌颗粒均匀包覆在扩散层基底表面而成，所述聚1，5-二氨基蒽醌颗粒之间相互连接，在扩散层基底表面形成多孔网络结构。

2.根据权利要求1所述的膜电极用扩散层，其特征在于，所述扩散层基底为碳纸或碳布。

3.根据权利要求1所述的膜电极用扩散层，其特征在于，所述聚1，5-二氨基蒽醌层通过将扩散层基底置于1，5-二氨基蒽醌电解液中进行电化学沉积，再经高温热处理而成。

4.根据权利要求1所述的膜电极用扩散层，其特征在于，所述微孔层包括导电炭黑和憎水剂，其中憎水剂所占质量百分比为10～30％。

5.权利要求1～4任一项所述膜电极用扩散层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)扩散层基底改性处理：首先采用电化学沉积工艺在扩散基底层表面沉积聚1，5-二氨基蒽醌，然后进行高温热处理在扩散层基底的碳纤维表面得到由单层颗粒相互连接形成的具有多孔网络结构的聚1，5-二氨基蒽醌层，得改性扩散层基底；2)在改性扩散层基底表面涂覆微孔层浆体，然后进行二次热处理在改性扩散层基底形成微孔层，即得所述膜电极用扩散层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述电化学沉积工艺为：采用三电极体系，将扩散层基底置于1，5-二氨基蒽醌电解液中进行电化学沉积，其中以扩散层基底作为工作电极，电压扫描范围为-1～2V，扫描速率为10～50mV/s，扫描圈数为5-35圈，反应温度为10-30℃。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述1，5-二氨基蒽醌电解液中包括乙腈、1，5-二氨基蒽醌、高氯酸和氯化钾，其中乙腈用作溶剂，1，5-二氨基蒽醌的浓度为0.002-0.01mol/L，高氯酸的浓度为0.1-0.8mol/L，氯化钾的浓度为0.01-0.03mol/L。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高温热处理工艺为：在氮气等保护气氛下，以1-5℃/min的升温速率由常温升至380-600℃保温2-3h，然后自然冷却至室温。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述微孔层浆料包括导电炭黑和憎水剂，其中憎水剂所占质量百分比为10～30％；导电炭黑相对单位面积扩散层基底的质量为0.5～2.5mg/cm²。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二次热处理工艺为：在氮气等保护气氛下，以1-5℃/min的升温速率由常温升至80-240℃保温30～45min，继续升温到350～380℃保温30～60min，然后自然冷却至室温。