[发明专利]嵌入式电化学装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及电化学装置，特别是涉及一种用于纺织工业中漂白工艺的嵌入式电化学装置。

【背景技术】

在纺织工业的传统漂白工艺中，通常在丝光槽或洗净槽中添加氧化剂进行漂白，典型的漂白剂包括次氯酸盐、过氧化氢、过硼酸盐、过磷酸盐等，有时也用到臭氧。传统漂白过程会产生大量废水，同时需要大量的漂白剂，污染问题十分突出，甚至超过丝光工艺。传统丝光和漂白工艺由于水和化学药品消耗量大，以及废水处理成本高导致企业成本的增加。

电化学过程因无需添加过多的化学剂，并可容易达到自动控制的目的，可以提供一个干凈，低成本，低能量消耗的过程。电化学方法可用于生态丝光漂白工艺，由于该工艺处理过程不会产生额外的碱和氧化剂，可大大减少废水产生和化学试剂的消耗。

【发明内容】

本发明旨在解决传统漂白工艺中的问题，而提供一种无化学试剂，可大大减少废水产生，能量消耗及成本低的嵌入式电化学装置。

为实现上述目的，本发明提供一种嵌入式电化学装置，该装置包括催化气体反应电极和含有所述催化气体反应电极的嵌入式电解池。

所述催化气体反应电极包括海棉镍层、导电板、气体扩散层及壳体，其中，在所述海棉镍层涂覆并渗透有催化气体反应材料，所述气体扩散层密封连接于壳体的开口侧，海棉镍层则固定于碳纤维布气体扩散层外侧，所述壳体上设有气体出口和气体入口。

海棉镍层的厚度为1.3～2.0mm，面密度为300～600g/m²，孔数为80～110PPI。

导电板由金属导电制成。

气体扩散层由碳纤维布制成。

催化气体反应材料是由高导电碳粉、催化物料及粘合剂按8～10∶0.5～2∶5～10的重量比混合而成。

催化物料为镍钴铁类络合物，粘合剂为氟碳物粘合剂。

含有所述催化气体反应电极的嵌入式电解池包括质子交换膜、阳极区入口、惰性金属钛基底电极、阳极区出口、电源、阴极区出口、催化气体反应电极、催化气体反应电极气体出口管、催化气体反应电极气体入口管、阴极区入口、电解池壳体，其中，质子交换膜竖向密封连接于电解池壳体中央，将电解池壳体内部分隔成阳极区和阴极区，质子交换膜的上下两端伸出电解池壳体外；在阳极区的电解池壳体内的侧壁上装有惰性金属钛基底电极；在阴极区的电解池壳体内装有催化气体反应电极；所述催化气体反应电极与电源的负极相连，所述惰性金属钛基底电极与电源的正极相连；在阳极区的电解池壳体上设有阳极区入口、阳极区出口，在阴极区的电解池壳体上设有阴极区入口和阴极区出口；催化气体反应电极气体出口管、催化气体反应电极气体入口管设置在催化气体反应电极的壳体上，并引出电解池壳体，且催化气体反应电极气体出口管和催化气体反应电极气体入口管与电解池壳体相密封。

惰性金属钛基底电极由钛基铂金、钌合金氧化物钛基板材或网材中的一种制成。

本发明的贡献在于，其所提供的催化气体反应电极单元能够高效率地通过阴极产生氢氧化钠而用于丝光工艺。过程中也可能产生过氧化氢对于预漂白并在阳极产生次氯酸作迭加的漂白过程，因此能充分利用电能达到丝光漂白的目的。本发明的含有电催化气体反应电极的嵌入式电解池，具有高反应效率和易于应用到实际工艺中，并具有高效率低成本的优点。

【附图说明】

图1是本发明的催化气体反应电极结构示意图。

图2是本发明的含有催化气体反应电极的嵌入式电解池结构示意图。

图3是本发明用于漂白工艺的应用实例示意图。

【具体实施方式】

实施例1

参阅图1，本例中，选用厚度为1.6mm，面密度为450g/m²，孔数为80-110PPI的海绵镍材料，将高导电碳粉、催化物料及粘合剂按9∶1∶7的重量比混合成催化气体反应材料，其中，本例中，高导电碳粉为Cabot VulanXC-72R，催化物料为镍钴铁类络合物，粘合剂为氟碳物，选用杜邦公司PTFE30-J产品。将混合后的催化气体反应材料地涂覆在海绵镍材料上，应使整块海绵镍材料充分渗透催化气体反应材料，然后在120℃烘炉上烤干一小时，再放入330℃烘炉烧结10分钟，形成含催化气体反应材料的海棉镍层11，气体扩散层13用的碳纤维布选用GEFC-GDL产品，导电板12为不锈钢材料制成。将上述的气体扩散层13和含催化气体反应材料的海棉镍层11用螺钉固定到塑料壳体14的开口侧，并将导电板12连接到壳体上部，形成成图1所示的催化气体反应电极10。

实施例2