[发明专利]纳米阵列结构的离子交换膜、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种纳米阵列结构的离子交换膜、其制备方法及应用。该制备方法包括：提供具有纳米孔道阵列的模板，纳米孔道阵列由分布在模板上的复数纳米级盲孔组成；将离子导体溶液等填充于模板内并固化成型；以及，去除所述模板，获得所述纳米阵列结构的离子交换膜。进一步的，该离子交换膜可应用于制备单电极核心组件。本发明通过采用单通模板法在离子交换膜上原位制备纳米阵列，尺寸可大范围控制，其中纳米线或纳米管直径＞100nm，长度为10nm‑100μm，纳米阵列的离子交换膜面积为0.1cm²‑1m²，进一步的，通过并且采用磁性调控催化剂进入纳米缝隙，可大大增加三相界面(电子、质子、物质)，并且可精确控制，且工艺简单，可大规模生产。

主权项

1.一种单电极核心组件的制备方法，其特征在于包括：(1)提供具有纳米孔道阵列的模板，所述纳米孔道阵列由分布在模板上的复数纳米级盲孔组成，再将所述模板放入真空干燥器内，并抽真空至真空干燥器内腔压力在0.1MPa以下，然后加入离子导体溶液，继续保持真空状态，静置，待离子导体溶液充分进入所述模板上的孔道后，将真空干燥器内腔压力调至标准大气压，并取出所述模板；(2)将所述模板在30℃‑100℃烘干，在烘干过程中继续向模板上施加离子导体溶液，以调控所述纳米阵列结构的基底厚度；(3)待所述模板被烘干后，将环境温度升至110℃‑240℃进行热处理，之后自然冷却；(4)以腐蚀液去除所述模板，获得纳米阵列结构的离子交换膜，所述纳米阵列结构的面积为0.1cm2‑1m2，所述纳米阵列结构主要由多个纳米线或纳米管组成，所述纳米线或纳米管的直径为＞100nm而≤900nm，长度为10nm‑100μm；(5)向所述离子交换膜的纳米阵列结构上施加磁性催化剂浆料，并将所述离子交换膜置于一可变磁场中，调节磁场强度，同时使所述离子交换膜持续振动，待所述磁性催化剂浆料填充入所述纳米阵列结构内，再在所述纳米阵列结构表面施加离子导体溶液，之后烘干，获得所述单电极核心组件。