專利名稱：聚合物雜化膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型聚合物雜化膜。更具體地，本發(fā)明提供在酸性介質(zhì)中交聯(lián)的包含 脫乙酰殼多糖[Cs]、羥乙基纖維素[HEC]和蒙脫石[MMT]的膜。本發(fā)明的新型聚合物膜除 對(duì)于空氣增濕有效以外也是節(jié)省成本的。發(fā)明背景和現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明基于膜的空氣增濕是延長(zhǎng)聚合物電解質(zhì)燃料電池(PEFC)的運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。為此，將 增濕空氣進(jìn)料到PEFC堆(stack)的陰極室。通過(guò)通常由Nafion 膜制成的膜增濕器有效 地實(shí)現(xiàn)空氣的增濕。在這樣的增濕器中，將液態(tài)水和干燥的空氣進(jìn)料到膜的任一側(cè)而在膜 的兩端產(chǎn)生水活性梯度，從而促使水從水側(cè)擴(kuò)散穿過(guò)膜至空氣側(cè)，隨后水在膜/空氣界面 處蒸發(fā)，從而將空氣增濕。使用增濕空氣是必須的，因?yàn)閴嚎s空氣通常太干而無(wú)法用于聚合 物電解質(zhì)燃料電池中，而且大氣空氣表現(xiàn)出在其濕度和組成方面的顯著變化而經(jīng)常不能符 合要求。不同類型的膜，即賽璐玢、Nafion 、以及其它超濾和反滲透膜已經(jīng)被用于增濕 PEFC堆來(lái)優(yōu)化體積和能量消耗。有兩種空氣增濕的方式，即外部增濕和內(nèi)部增濕。大多數(shù) 的外部增濕器是將水蒸氣注射進(jìn)干燥的空氣流中以保持向PEFC堆的增濕空氣進(jìn)料的氣泡 增濕器。但是這樣的系統(tǒng)是復(fù)雜的并且增加了附加能量消耗。相反，對(duì)于內(nèi)部增濕，將來(lái)自 PEFC堆本身的產(chǎn)物水用于保持該P(yáng)EFC堆的增濕空氣進(jìn)料。后者更適合于實(shí)現(xiàn)高性能的燃 料電池操作。為了增濕的目的，膜應(yīng)當(dāng)是透水性的并且必須阻止反應(yīng)氣體或其它組分的傳 輸。增濕器對(duì)于燃料電池堆是關(guān)鍵，其中通過(guò)燃料電池廢氣中的產(chǎn)物水蒸氣將反應(yīng)氣 體比如氧化劑空氣增濕。膜的改良的機(jī)械性能允許更簡(jiǎn)單的增濕器構(gòu)造。因此，任何增濕 用膜都需要遵循滲透蒸發(fā)(PV)的原理，其中在膜的界面發(fā)生水分子的吸附，隨后由于濃度 梯度穿過(guò)膜擴(kuò)散(速率確定步驟)，并最終脫附進(jìn)入蒸汽相中。這些步驟是造成在增濕過(guò)程 中實(shí)現(xiàn)更高水通量的原因。這樣的情況也對(duì)用戶提供了設(shè)計(jì)膜以符合以上特征的可能性。 因此，對(duì)于鑒別提供對(duì)水的更高通量和選擇性的新雜化聚合物的選擇取決于對(duì)能夠制備適 于增濕過(guò)程的膜的聚合材料的適當(dāng)選擇。美國(guó)專利6，864，005描述了采用透水性膜的膜交 換增濕器，所述透水性膜包含微孔聚合物，比如疏水性的高密度聚乙烯和作為添加劑的親 水性二氧化硅。然而，缺點(diǎn)是在這樣的組合中，由于疏水阻擋層的存在而使得用于所需增濕 空氣輸出的水通量保持有限。美國(guó)專利6，416，895公開(kāi)了不同的用于增濕的方法。更具體地，該發(fā)明涉及這樣 一種燃料電池系統(tǒng)和方法其中將通過(guò)燃料電池產(chǎn)生的熱和水蒸氣用于將反應(yīng)氣流在引入 燃料電池前增濕。然而，在此描述的方法復(fù)雜并且增加了膜和其它相關(guān)組件的成本。美國(guó)專利5，348，691提供了一種膜增濕裝置，其可以在不使用脫礦質(zhì)器的條件下 使用普通的飲用品質(zhì)水操作而防止微生物、顆粒、溶解的鹽和液態(tài)水向空氣流的傳輸。在此 采用的膜是選自全氟碳磺酸和聚苯乙烯磺酸聚合物的親水性離子交換膜。然而，該膜增濕 裝置的復(fù)雜之處在于其具有若干鄰接的層，每個(gè)層均包含通過(guò)金屬網(wǎng)分開(kāi)的親水性膜，所述金屬網(wǎng)是由銀、鋁、不銹鋼和它們的混合物組成的。美國(guó)專利5，996，976說(shuō)明了一種在每個(gè)膜具有用于氣體通路和水的構(gòu)造的條件 下使用透水性聚合物膜的增濕器，比如為彼此間隔開(kāi)的管、片和管狀片的形式的氟化聚合 物。然而，對(duì)于大的氣流，有必要提供流動(dòng)壓力損失低的大的膜面積，這使系統(tǒng)變得復(fù)雜并 且除增加成本以外還增大了總體積。美國(guó)專利6，474，628涉及一種增濕器，其中采用了使用聚酰胺、聚氯乙烯、聚砜和 /或聚四氟乙烯基材料的特殊裝置用于空氣增濕。該發(fā)明也使得可以使用確保水在大表面 積上分散的粗濾器。然而，與其關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)是這些聚合物的高疏水性妨礙了在空氣增濕中 的高透水性。美國(guó)專利6，841，601公開(kāi)了用于熱和水分交換裝置的交聯(lián)的聚合物電解質(zhì)膜。該 膜是通過(guò)將無(wú)紡尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料層壓到磺化苯乙烯/烯烴聚合物的層上而獲得的。其它報(bào)道 的有機(jī)_無(wú)機(jī)雜化膜包括具有作為無(wú)機(jī)材料的有機(jī)硅烷的磺化苯乙烯/乙烯/丙烯帶狀共 聚物。然而，此發(fā)明提供包括以上用于傳遞熱、離子和水分的雜化膜中至少一種的一體式濕 度交換電池(unitary humidity exchange cell) 0美國(guó)專利6，413，298描述了由具有烯烴單體的磺化芳基乙烯基聚合物組成的水 和離子傳導(dǎo)膜，所述傳導(dǎo)膜用作在燃料電池中用于增濕氣體以及在加熱/通風(fēng)/空氣調(diào)節(jié) 系統(tǒng)中交換水分的水傳導(dǎo)膜。然而，與其相關(guān)的缺點(diǎn)是復(fù)雜的磺化步驟以及低的用于水滲 透通過(guò)膜的親水性。為了獲得精確的增濕空氣輸出，也采用了如描述在S. K. Park等的發(fā)表在韓國(guó) 的化學(xué)工程期刊(Korean Journal of Chemical Engineering) 22 (2005) 877 中的題目 為〃用于聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的膜增濕器的特征(Characteristics of membrane humidifier for polymer electrolyte membrane fuel cells)“的論文中以及 K. H. Choi 等的發(fā)表在電源期刊(Journal of power sources) 74 (1998) 146中題目為〃集成的PEMFC 堆的內(nèi)部增、濕的研究(Study of the internal humidification of an integrated PEMFC stack)“的另一篇論文中的由Nafion 、聚砜和聚酰胺復(fù)合物膜。然而，這些膜的主要局限 在于用于增濕過(guò)程的Nation 的高成本、聚砜和聚酰胺的大的孔尺寸和透氣性。這些膜最 初是為了特定的目的而設(shè)計(jì)的并在后來(lái)將其開(kāi)發(fā)用于增濕。因此，本發(fā)明的發(fā)明人一直在考慮本領(lǐng)域中迄今為止的這些缺點(diǎn)，意識(shí)到迫切需 要提供用于更新的適于增濕目的的聚合物膜的新組合物，其不僅更有效而且是節(jié)省成本 的。在本發(fā)明中，公開(kāi)了一種特別適合增濕過(guò)程的聚合物雜化膜，S卩，脫乙酰殼多糖 (CS)-羥乙基纖維素(HEC)-蒙脫石(MMT)。CS就其本身而言是非水溶性的，但是通過(guò)使用 乙酸水溶液適當(dāng)?shù)匦揎桟S中存在的羥基和氨基可以使其變得可溶。HEC是水溶性纖維素 醚。它是一種與CS相容并且也可以形成均勻共混物的非離子型聚合物。添加HEC改善親 水性并且使用MMT作為高保水和高機(jī)械穩(wěn)定性的填料以形成穩(wěn)定的自支撐性膜。在本發(fā)明 中，為了增濕目的而研究了 CS-HEC-MMT聚合物雜化膜。在本發(fā)明中報(bào)道的新型聚合物雜化 膜除對(duì)空氣增濕有效以外也是節(jié)省成本的。發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是提供克服前述缺點(diǎn)的、在空氣增濕器中使用的可供選擇的節(jié)省成本的膜。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種新型聚合物膜，該聚合物膜包含其中具有無(wú)機(jī)填 料的天然聚合物雜化物，所述無(wú)機(jī)填料具有在增濕過(guò)程中的適用性和相容性。本發(fā)明的還另一個(gè)目的是提供一種包含脫乙酰殼多糖(CS)和羥乙基纖維素 (HEC)以及具有最佳量的蒙脫石(MMT)填料的聚合物雜化膜。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于通過(guò)溶液流延技術(shù)制備具有不同膜厚度的 雜化膜的方法。發(fā)明_既述本發(fā)明涉及天然聚合物及其在酸性介質(zhì)中交聯(lián)的包含脫乙酰殼多糖(CS)-羥乙 基纖維素(HEC)-蒙脫石(MMT)的雜化物。因此本發(fā)明提供通過(guò)足夠小而使膜不透空氣的 膜的空隙所吸收的水。通過(guò)雜化膜的親水_親水相互作用和吸附擴(kuò)散特性促進(jìn)水在膜中以 及穿過(guò)膜擴(kuò)散；待增濕的空氣繼而吸收水。因此，本發(fā)明提供一種增濕裝置，該裝置包括為了增濕設(shè)計(jì)的夾在兩個(gè)注射成型 石墨板之間的聚合物膜，其中使水和空氣在一側(cè)通過(guò)以獲得增濕空氣輸出。在本發(fā)明中報(bào) 道的聚合物雜化膜在30°C至70°C之間的不同溫度表現(xiàn)出優(yōu)異的增濕空氣輸出。附圖簡(jiǎn)述為了更好地理解本發(fā)明，并且為了更清楚地顯示可以如何對(duì)其進(jìn)行實(shí)施，現(xiàn)在將 參考顯示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的附圖。

圖1顯示CS-HEC-MMT雜化膜在70°C時(shí)，水通 量相對(duì)于空氣流量的變化。流場(chǎng)的面積為25平方厘米(sq. cm)。發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種獲得用于空氣增濕過(guò)程的成本節(jié)約的自支撐性聚合物膜的新方 法。所述膜包含天然聚合物和無(wú)機(jī)填料，其除不透氣外還具有高的吸水性能。在前述說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)增濕元件應(yīng)被理解為由從天然聚合物形成的自支撐性膜組成 以獲得增濕空氣輸出的元件。所述膜包含CS-HEC-MMT，其典型地為雜化物的形式以引起所 需的親水相互作用。該膜的性能可以與可商購(gòu)的那些膜比如來(lái)自于DuPont的Nafion 膜 以及其它用于超濾和反滲透的膜的性能相比。在本發(fā)明中，膜朝向增濕裝置中的每個(gè)板的 部分是透水并且不透空氣的，以便允許流過(guò)增濕區(qū)域的液流和氣流之間的濕度交換。優(yōu)選 地，所述透水性膜是不透反應(yīng)氣體的，特別是在本發(fā)明方案的空氣的情況下。這些自支撐性 膜適合并便于水滲透增濕以實(shí)現(xiàn)適宜的增濕空氣輸出。天然聚合物雜化物選自包括以下各項(xiàng)的組脫乙酰殼多糖、羥乙基纖維素和羥丙 基纖維素、藻酸鹽、瓜耳膠、明膠，更優(yōu)選脫乙酰殼多糖和羥乙基纖維素共混物；和包括蒙脫 石、膨潤(rùn)土、二氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、沸石、中孔分子篩、磷酸鋁中的無(wú)機(jī)填料，更優(yōu)選蒙 脫石。按如下制備天然聚合物雜化物。將已知量的CS和HEC分別溶解在10重量％乙酸 水溶液中形成澄清溶液，并且在攪拌下以若干比例混合。隨后，將在10重量％乙酸水溶液 中的已知量的MMT超聲約5小時(shí)，然后添加到CS:HEC溶液中形成聚合物雜化物。將溶液進(jìn) 一步攪拌24小時(shí)。于室溫( 30°C )在光滑的有機(jī)玻璃平板上的將這樣獲得的混合物流 延為厚150 μ m的膜。最終在含水丙酮混合物中用稀H2SO4將這樣獲得的雜化膜交聯(lián)。盡管以上說(shuō)明構(gòu)成優(yōu)選的實(shí)施方案，但是值得注意的是，在不偏離后附權(quán)利要求書(shū)的適當(dāng)范圍的清楚含意的條件下，可以將本發(fā)明改良和改變。例如，可以采用多種多樣的 天然聚合物和各種無(wú)機(jī)填料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，對(duì)于增濕的需求非常依賴于所 使用的膜、操作的溫度和壓力。本發(fā)明的增濕系統(tǒng)采用夾在注射成型的石墨板之間的聚合物雜化物膜，其中板具 有槽形的氣流通道。所述氣流通道具有平行的蛇形氣流通道。為了減小對(duì)膜材料的直接壓 力，在流場(chǎng)板的任一側(cè)上采用光滑的布。此系統(tǒng)是氣密的。使空氣以在1至10標(biāo)準(zhǔn)升/分 鐘(Slpm)范圍內(nèi)的流量從系統(tǒng)的一側(cè)通過(guò)。從儲(chǔ)存器以20ml/分鐘進(jìn)料去離子水。通過(guò) 附接于系統(tǒng)的濕度傳感器記錄不同氣流速率的增濕空氣輸出。從增濕空氣輸出測(cè)定精確的 混合比和水通量。在本發(fā)明中，CS-HEC-MMT雜化膜朝向增濕裝置中注射成型板的任一側(cè)的部分是透 水性的，因而有利于液流和氣流之間的水交換。CS-HEC-MMT膜的相對(duì)濕度值隨從I-IOslpm 空氣流量變化而在90-30%之間變化。傳輸穿過(guò)膜并且與空氣混合的水的量與決定水通量 的在30°C至70°C之間的溫度的膜活性區(qū)域有關(guān)。本發(fā)明也描述了歸因于水在MMT粘土粒子上的選擇性吸附的吸附_擴(kuò)散_脫附原 理。因此，水通量隨著用于水滲透的驅(qū)動(dòng)力的增加而增加，隨之達(dá)到在CS-HEC-MMT雜化膜 任一側(cè)上更快的脫附速率。此作用更有利于水傳輸，因?yàn)樗肿诱紦?jù)CS-HEC-MMT雜化膜的 親水粘土區(qū)域中的大部分自由通道。CS-HEC具有雙重的親水_親水相互作用，然而在此膜中結(jié)合MMT填料使其更富結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性，因而表現(xiàn)出在不同溫度下的高水吸附容量和高水通量。通過(guò)膜的空隙吸附水分 子使得膜在保持不透氣的同時(shí)可透水，這有助于提供對(duì)于適宜濕度的空氣輸出的最佳混合 比。觀察到對(duì)于CS-HEC-MMT膜在重復(fù)的實(shí)驗(yàn)周期中空氣流量為IOslpm時(shí)的最大水通量為 7. 5kg/m2h。平衡吸收數(shù)據(jù)顯示CS-HEC-MMT雜化膜的吸水容量為53%。此外，這種膜相當(dāng) 節(jié)省成本并因此可以廣泛地用于增濕用途。實(shí)施例為了舉例說(shuō)明給出以下實(shí)施例，并因此不應(yīng)將其理解為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。實(shí)施例1包含67. 3重量％ CS,23. 5重量％ HEC和9. 2重量％ MMT的CHEC-MMT雜化膜的配方。在30°C、機(jī)械攪拌條件下，將2. Ogm的脫乙酰殼多糖(CS)溶解在70ml的10重量％ 乙酸水溶液中。在30°C、在攪拌下，將0. 7gm的羥乙基纖維素(HEC)另行溶解在20ml的10 重量％乙酸水溶液中。攪拌CS和HEC直至形成澄清且均勻的溶液，這顯示了兩種聚合物良 好的互混性。將CS和HEC溶液在攪拌條件下混合在一起以形成相容的共混物。將0.27gm 的蒙脫石(MMT)分散在IOml的10重量％乙酸水溶液中超聲5小時(shí)，并在攪拌下將其添加 到CS-HEC共混物中達(dá)24小時(shí)以形成MMT顆粒在CS-HEC共混物中的均勻分散體。將所需 的CS-HEC-MMT溶液倒在光滑平坦的有機(jī)玻璃板上并在30°C空氣干燥以形成膜。這樣形成 的復(fù)合膜包含67. 3重量％ CS、23. 5重量％ HEC和9. 2重量％ MMT,并且在含水丙酮原料混 合物(30ml水+70ml丙酮)中用IM H2SO4使其交聯(lián)以避免CS-HEC基體在水中的溶解。實(shí)施例2包含73. 3重量％ CS,25. 7重量％ HEC和1重量％ MMT的CS-HEC-MMT雜化膜的配
6方。在30°C、機(jī)械攪拌的條件下，將2. Ogm的脫乙酰殼多糖(CS)溶解在70ml的10重 量％乙酸水溶液中。在30°C、攪拌下將0. 7gm的羥乙基纖維素(HEC)另行溶解在20ml的10 重量％乙酸水溶液中。攪拌CS和HEC直至形成澄清且均勻的溶液，這顯示了兩種聚合物良 好的互混性。在攪拌條件下將CS和HEC溶液混合在一起以形成相容的共混物。將0. 027gm 的蒙脫石(MMT)分散在IOml的10重量％乙酸水溶液中超聲5小時(shí)，然后在攪拌下將其添 加到CS-HEC共混物中達(dá)24小時(shí)以形成MMT顆粒在CS-HEC共混物中的均勻分散體。將所 需的CS-HEC-MMT溶液倒在光滑平坦的有機(jī)玻璃板上并在30°C空氣干燥以形成膜。這樣形 成的復(fù)合膜包含73. 3重量％ CS,25. 7重量％ HEC和1重量％ MMT,并且在含水丙酮原料混 合物(30ml水+70ml丙酮)中用IM H2SO4使其交聯(lián)以避免CS-HEC基體在水中的溶解。實(shí)施例3具有82. 6重量％ CS、8. 3重量％ HEC和9. 1重量％ MMT的CS-HEC-MMT雜化膜的 配方。在30°C、機(jī)械攪拌的條件下，將2. Ogm的脫乙酰殼多糖(CS)溶解在70ml的10重 量％乙酸水溶液中。在30°C、攪拌下，將0. 2gm的羥乙基纖維素(HEC)另行溶解在20ml的 10重量％乙酸水溶液中。攪拌CS和HEC直至形成澄清且均勻的溶液，這顯示了兩種聚合物 良好的互混性。在攪拌條件下將CS和HEC混合在一起以形成相容的共混物。將0.22gm的 蒙脫石(MMT)分散在IOml的10重量％乙酸水溶液中超聲5小時(shí)，然后在攪拌下將其添加 到CS-HEC共混物中達(dá)24小時(shí)以形成MMT顆粒在CS-HEC共混物中的均勻分散體。將所需 的CS-HEC-MMT溶液倒在光滑平坦的有機(jī)玻璃板上并在30°C空氣干燥以形成膜。這樣形成 的復(fù)合膜包含82. 6重量％ CS、8. 3重量％ HEC和9. 1重量％ MMT，并且在含水丙酮原料混合 物(30ml水+70ml丙酮)中用IM H2SO4使其交聯(lián)以避免CS-HEC基體在水中的溶解。實(shí)施例4具有90重量％ CS、9重量％ HEC和1重量％ MMT的CS-HEC-MMT雜化膜的配方。在30°C、機(jī)械攪拌的條件下，將2. Ogm的脫乙酰殼多糖(CS)溶解在70ml的10重 量％乙酸水溶液中。在30°C、攪拌的條件下，將0.2gm的羥乙基纖維素(HEC)另行溶解在 30ml的10重量％乙酸水溶液中。攪拌CS和HEC直至形成澄清且均勻的溶液，這顯示了兩 種聚合物的良好的互混性。在攪拌條件下將CS和HEC混合在一起以形成相容的共混物。將 0. 022gm的蒙脫石(MMT)分散在IOml的10重量％乙酸水溶液中超聲5小時(shí)，然后在攪拌下 將其添加到CS-HEC共混物中達(dá)24小時(shí)以形成MMT顆粒在CS-HEC共混物中的均勻分散體。 將所需的CS-HEC-MMT溶液倒在光滑平坦的有機(jī)玻璃板上并在30°C空氣干燥以形成膜。這 樣形成的復(fù)合膜包含90重量％ CS,9重量％ HEC和1重量％ MMT,并且在含水丙酮原料混合 物(30ml水+70ml丙酮)中用IM H2SO4使其交聯(lián)以避免CS-HEC基體在水中的溶解。實(shí)施例5在30°C時(shí)空氣增濕中的水通量包含分別為67. 3 23. 5 9. 2重量％的CS、HEC和MMT的CS-HEC-MMT雜化膜朝 向增濕裝置中的注射成型板的任一側(cè)的部分是透水性的，這有利于在液流和氣流之間的水 交換。傳輸穿過(guò)膜并與空氣混合的水的量與確定I-IOslpm之間的水通量的在30°C溫度的 膜活性區(qū)域有關(guān)。在30°C時(shí)水通量的范圍在0. 8kg/m2. h至1. 5kg/m2. h之間。
實(shí)施例6在70°C時(shí)空氣增濕中的水通量包含分別為67. 3 23. 5 9. 2重量％的CS、HEC和MMT的CS-HEC-MMT雜化膜朝 向增濕裝置中注射成型板的任一側(cè)的部分是透水性的，這有利于在液流和氣流之間的水交 換。傳輸穿過(guò)膜并與空氣混合的水的量與確定I-IOslpm之間的水通量在70°C溫度的膜活 性區(qū)域有關(guān)。在70°C時(shí)水通量的范圍在3kg/m2. h至7. 8kg/m2. h之間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明的膜當(dāng)用于空氣增濕時(shí)適于將露點(diǎn)冷卻和再熱部件結(jié)合以允許在典型的 響應(yīng)時(shí)間短于1分鐘的條件下迅速改變操作條件。 在本發(fā)明的膜中，與現(xiàn)有技術(shù)的膜相比溶脹程度高，這對(duì)于為了適宜的增濕輸出 而賦予高滲透通量是最重要的?！た刂七@些膜的交聯(lián)允許水吸附、適宜的親水-疏水區(qū)域和歸因于無(wú)機(jī)填料的高 吸收容量的雙重的親水_親水相互作用?！た梢詣?dòng)態(tài)地控制系統(tǒng)以提供精確且準(zhǔn)確的輸入燃料工藝氣流溫度和相對(duì)濕度 值，所述溫度和相對(duì)濕度值對(duì)于聚合物電介質(zhì)燃料電池在寬的負(fù)載電流密度范圍內(nèi)的有效 運(yùn)轉(zhuǎn)是必需的。
權(quán)利要求
1.一種新型聚合物雜化膜，所述聚合物雜化膜包含[a]65重量％至90重量％的脫乙酰殼多糖，[b]25重量％至9重量％的羥乙基纖維素，[c]10重量％至1重量％的蒙脫石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型聚合物雜化膜，其中優(yōu)選用乙酸水溶液處理脫乙酰殼多 糖和/或羥乙基纖維素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型聚合物雜化膜，其中所述膜用于空氣增濕工藝。
4.一種增濕系統(tǒng)，所述增濕系統(tǒng)采用根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的新型聚合物 雜化膜，其中，將所述膜夾在兩個(gè)注射成型的石墨板之間，其中在不同溫度，使空氣和水一 起在所述系統(tǒng)的一側(cè)通過(guò)以獲得增濕空氣輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增濕系統(tǒng)，其中用光滑的布支撐體覆蓋所述膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增濕系統(tǒng)，其中所述注射成型的石墨板具有氣流通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的增濕系統(tǒng)，其中所述注射成型的板具有平行的 蛇形氣流通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增濕系統(tǒng)，其中使所述溫度在30°C至70°C之間變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增濕系統(tǒng)，其中使空氣流量在1至10標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘(slpm) 之間變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增濕系統(tǒng)，其中所述水是去離子的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于空氣增濕的新型聚合物雜化膜。研究了使用包含脫乙酰殼多糖(CS)-羥乙基纖維素(HEC)以及作為無(wú)機(jī)填料的蒙脫石(MMT)的天然聚合物制備新型自支撐性雜化膜，所述雜化膜用于聚合物電解質(zhì)燃料電池堆中的空氣增濕。
文檔編號(hào)B01D53/22GK102006924SQ200980113419
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者塞托拉曼·皮楚瑪尼, 帕塔薩拉蒂·斯利達(dá), 桑托什庫(kù)馬·達(dá)塔特拉伊·巴特, 阿希拉·庫(kù)瑪·薩于, 阿揚(yáng)潘·馬諾凱蘭, 阿舒克·庫(kù)瑪·舒克拉 申請(qǐng)人:科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)