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在当前制氢工业生产中,碱性水电解技术是符合环保要求的成熟技术,但因能耗较高,其应用受到了限制。广泛应用于碱性水电解工业中的石棉隔膜的阻抗大、易于污染电解液,而且其生产过程还存在致癌危险。因此,迫切需要寻求新的隔膜材料以降低制氢成本。本文中采用浸没沉淀相转化法制备出新型聚砜(PSF)/氧化锆(ZrO2)复合隔膜。通过实验考察了PVP添加量、ZrO2添加量、预蒸发时间、凝固浴温度和液态膜厚度等因素对复合膜结构及性能的影响,并对铸膜液的配方和制膜工艺等进行了优化。结果表明应选取NMP-H2O作为溶剂/非溶剂体系;随着PVP添加量的增加,复合隔膜的面电阻先降低后升高,对隔膜阻气性能、强度和耐腐蚀性的影响较弱;随ZrO2添加量的增加,隔膜面电阻先增大后降低,拉伸强度和耐腐蚀性均变差,而对阻气性能的影响较弱;预蒸发时间从60s增大到90s时,面电阻明显增大,预蒸发时间对阻气性能、强度和耐腐蚀性的影响不大;随预凝固浴温度的升高,面电阻先上升后降低,隔膜阻气性能变差,强度和耐腐蚀性基本不变;随液态膜厚度的增加,面电阻明显增大,隔膜阻气性能、拉伸强度和耐腐蚀性的变化范围很小。经优化后的铸膜液的组成是以NMP为溶剂,PVP和PSF的添加量均为15wt%,ZrO2添加量为40wt%至50wt%。适宜的预蒸发时间和凝固浴温度分别为15s和15℃。依据经优化后的铸膜液配方和制膜工艺条件,以聚苯硫醚针刺毡作为支撑层,制备出带支撑复合隔膜。研究了针刺毡的规格对带支撑复合隔膜导电性能、阻气能力、强度以及耐腐蚀性等的影响,初步确定适宜的针刺毡规格并找出改进方向。为了评价所制备的复合隔膜及带支撑复合隔膜的实际可用性,进行了小型电解实验,考察了槽电压、产气纯度的变化情况。实验结果表明,使用这两种隔膜进行电解,产气纯度相当且均较高,带支撑复合隔膜的槽电压明显较大。