[发明专利]板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及电化学方法制备金属氧化物电极技术领域，具体地指一种板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统。

背景技术

高浓度有毒性难生化降解的有机物废水，一直是我国污水治理的重点和难点。采用电化学高级氧化技术治理这些难降解的污水，已经成为废水处理领域的热门研究。

电化学高级氧化水处理技术的关键有三点：一是电极，二是电解槽结构，三是电源配置，其中技术的核心是电极。用作电极的材料主要有：金属材料、碳素材料、金属氧化物材料和非金属化合物材料等。

在金属材料电极领域，目前，常用的是单极式板状金属氧化物电极，包括正极金属氧化物电极和负极金属氧化物电极，将正极电极和负极电极交叉放置在电解槽中，用隔膜将阳极和阴极隔开。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。采用单级式板状金属氧化物电极的电解槽具有电流大，变电整流工程造价高，系统复杂，可行性差的缺陷。

为了改进电解槽的性能，复极式板状金属氧化物电极已处在研究阶段，和单级式板状金属氧化物电极不同，其电极为一面为正极另一面为负极。将复极式板状金属氧化物电极置于电解槽中使用时，仅需将多个电极正极朝向相同的方向排列，无需隔膜将电极隔开。复极式板状金属氧化物电解槽能实现低电流，高电压，系统简单，可控性好。

单级式和复极式板状金属氧化物电极不同，所以在制备时，两者的电沉积方法也不相同。现行单极式电沉积大都是对电极的两面都进行同样的处理，比如电极两面同样进行烧结，或电极两面进行同样的电沉积。对电极两面同时进行同一种材料的电沉积即是单极式电沉积。单极式电沉积制得的电极，电极的两面是同一种材料；而复极式电沉积制得的电极，电极的两面可以是同一种材料，也可以不是同一种材料。

上述表明，复极式板状金属氧化物电极只能进行单面电沉积，而金属板单面电沉积不可避免地要产生应力变形，而且金属板面积越大产生的应力变形越大，使所制备的电极由平面变成凹面。很明显，呈凹面的电极势必影响电解槽的极板间距，继而影响电化学的电流分布、电流效率；另外，由于应力较大或应力集中，还会使电沉积层起泡、开裂甚至脱落，以至使板状金属氧化物电极失效。因此，以金属板为基材，在解决了基体金属板的应力变形问题、制造好复极式电沉积槽、有了适宜的电沉积方法之后，还需要有一套可行的循环系统装置，来制备复极式板状金属氧化物电极。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术的空白，提供一种快速、高效、结构紧凑、实用性好的的板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统。

为实现上述目的，本发明所提供的板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统，包括：带加热的低位储槽、输液泵、带加热的高位槽、电沉积槽、低位断电槽、循环泵和电沉积药液，所述低位储槽的出液口和输液泵的进液口相连，所述输液泵的出液口分别连接电沉积槽的进液口和高位槽的进液口，高位槽的回液口分别连接低位储槽的进液口和接电沉积槽的进液口，所述电沉积槽的溢液口和低位断电槽的进液口相连，所述低位断电槽的出液口连接循环泵的进液口，循环泵的出液口连接高位槽的进液口；所述电沉积槽为复极式电沉积槽，包括槽体，槽体内设有用于卡设电极的卡位，槽体底部设有进液口及分布管、上部设有出水口。

优选地，所述电源为直流稳压稳流电源。

优选地，所述电沉积药液的配方如下：硝酸铅110～150g/L、硝酸铜15～25g/L、硝酸锰30～50g/L、氟化钠1.0～1.5g/L、硝酸铋0.5～1.0mmol/L、硝酸3ml/L，稀土元素：镧、铈、钕、铕各1～10mmol/L。

优选地，所述电沉积药液的在所述板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统中的工作温度为50～60℃。

优选地，所述板状金属氧化物电极复极式电沉积循环系统中各设备依靠连通管道连接，且连通管道、低位储槽、高位槽、电沉积槽和低位断电槽采用聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯制作。

优选地，所述输液泵和循环泵为聚丙烯磁力驱动泵或防腐蚀磁力驱动泵。

使用上述复极式电沉积槽时，电极在槽内垂直放置，极板间距d＝10～30mm，两端的电极分别连接电源正极和电源负极，为复极式电路连接。