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能源危机、资源短缺、环境污染等已经成为全球关注的焦点,人们不断地寻求相应的解决办法。质子交换膜燃料电池和膜分离都是解决这些问题的有效途径,而碳膜正是这两种解决办法中所需要的材料。因此,碳膜将具有广泛的应用前景和应用价值。
本文根据对碳纤维基础性能的测试分析,确定了碳膜湿法成型的工艺条件,即以沥青基碳纤维为基体原料,控制打浆度17-20°SR;以聚丙烯酰胺为分散剂,并添加成型助剂后一次成型;以1:7的热固性酚醛树脂乙醇溶液为成型液、控制成型压力在8-12MPa之间、碳化终温800℃并恒温1h,最后得到碳膜(支撑体)。并将自制碳膜与日本Toray,德国SGL公司产品进行了性能比较,结果表明:自制碳膜与国外产品在物理性能,电化学性能等方面几乎没有差别。
浸渍是对碳膜孔径和孔径分布进行调节的重要环节。本文对浸渍工艺进行了研究,最后确定了浸渍液浓度为15%,浸渍时间为20-25s。并用浸渍改性后的碳膜对实验室制备的ZnS颗粒进行了过滤试验,结果表明:在0.1MPa压力下,以5%ZnS浑浊液过滤,滤液澄清,用饱和CuSO4溶液未检测出ZnS颗粒。