[发明专利]一种PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法

权利要求书

1.一种PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将PTFE中空纤维微孔管置于氧气或其它反应性气体等离子体中进行等离子体处理，调控所述PTFE中空纤维微孔管的亲疏水性；

步骤2，通过化学镀方法、热蒸镀方法或溶液涂布、抽滤的方法在等离子体处理后的所述PTFE中空纤维微孔管的内外表面构建导电层；

步骤3，使用绝缘硅胶将构建完所述导电层的所述PTFE中空纤维微孔管的一端封闭，使气体通道固定到所述PTFE中空纤维微孔管的微孔上，并在空气中自然干燥，得到所述PTFE中空纤维微孔气体扩散电极，

其中，所述化学镀方法将所述PTFE中空纤维微孔管置于化学镀溶液中，分别在所述PTFE中空纤维微孔管的内外表面沉积导电金属，

所述热蒸镀方法将等离子体处理后的所述PTFE中空纤维微孔管固定到导热圆盘基底上，然后置于热蒸镀仪腔体中，抽真空后，分别在所述PTFE中空纤维微孔管的内外表面蒸镀导电金属，

所述溶液涂布、抽滤的方法将催化剂溶液缓慢均匀地涂布在等离子体处理后的所述PTFE中空纤维微孔管的外表面，自然干燥完全后再依次均匀涂布炭黑溶液和石墨溶液，构建具备电催化和气体扩散双重性质的功能层，再通过抽滤将所述催化剂溶液缓慢均匀地涂布在等离子体处理后的所述PTFE中空纤维微孔管的内表面，自然干燥完全后再依次均匀涂布所述炭黑溶液和所述石墨溶液。

2.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，步骤1中的所述PTFE中空纤维微孔管的孔径为0.01～5μm，进行等离子体处理时的等离子体功率为5～100W，处理时长为1～60min。

3.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，所述化学镀方法中的所述化学镀溶液的浓度为0.1～5mol/L，反应温度为30～90℃，反应时长为1～60min。

4.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，所述热蒸镀方法中的所述热蒸镀仪的真空度范围1×10^-4～1×10^-3Pa，导电金属蒸镀速度为0.1～10nm/s，蒸镀厚度1～50nm。

5.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，所述溶液涂布、抽滤的方法中的所述催化剂溶液通过将催化剂超声分散于Nafion/异丙醇/H₂O的混合溶剂中得到，超声分散时长为60～300min，超声功率为50～200W，所述催化剂溶液的浓度为1～30mg/mL，均匀涂布所述催化剂的质量为每平方厘米0.5～10mg。

6.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，所述溶液涂布、抽滤的方法中的所述炭黑溶液通过将炭黑超声分散到Nafion/异丙醇/H₂O的混合溶剂中得到，超声分散时长为30～180min，超声功率为50～200W，所述炭黑溶液的浓度为1～50mg/mL，均匀涂布所述炭黑的质量为每平方厘米1～50mg。

7.根据权利要求1所述的PTFE中空纤维微孔气体扩散电极的制备方法，其特征在于：

其中，所述溶液涂布、抽滤的方法中的所述石墨溶液通过将石墨分散到Nafion/异丙醇/H₂O的混合溶剂中得到，超声分散时长为30～120min，超声功率为50～200W，所述石墨溶液的浓度为0.1～20mg/mL，均匀涂布所述石墨的质量为每平方厘米0.1～20mg。