[发明专利]通过电沉积来渗滤处理毡部件的方法

说明书

1.技术领域

本发明涉及镀金属或可镀金属的多孔材料的领域。

更具体地，本发明涉及对镀金属或可镀金属的多孔材料进行处理导致其金属化的技术。

2.背景技术

镀金属或可镀金属的多孔材料是提供针对较小体积的高特定表面面积的材料。该类材料应用于多个工业领域，其中可列举蓄电池、燃料电池和滤波电池的制造。因此，这样的材料可以例如用于从废水中收集污染离子。

从镀金属的多孔材料中，尤其已知具有所关注的多孔性的镀金属毡部件。然而，特定表面面积和厚度常常受到制造方法限制。现在，用户对这些特征的关注与其提供的特定表面面积相关。从这个角度申请人开发了在专利文献FR-A1-2846012中公开的对石墨毡镀金属的方法。该文献描述了允许通过微米量级的金属薄层对石墨毡的纤维进行涂覆的电沉积方法。起惰性电极作用的石墨毡和电连接的反电极被浸入由金属离子盐组成的电解液容器中。在施加于电极上的电流的作用下，溶液中的金属离子将根据反应Mⁿ⁺+ne^-→M而被沉积在毡纤维上，其中M表示从镍、钴和铜中选择的金属。该技术因此包括使电解液通过毡层知道所述溶液耗尽。

根据该方法，用于在毡层的整个厚度中实现完整金属化的电解时间太长了。例如，为了对直径4cm并具有3mm厚度的毡部件镀金属，电解时间为48小时。

这导致相当长的延迟以及由此较大能量消耗。

此外，要使用的金属盐的量太大了，约10^-2至10^-1mol/L。

此外，现有技术中称为静态或耗尽方法的技术导致毡面上较厚的金属沉积。由此获得的毡部件不具有在毡面和内部之间的完全均匀的金属化。

此外，为了避免过金属化，毡层表面应被涂覆不导电的多孔材料薄层，如滤纸层。然而，常常难以在金属化之后取出该滤纸，这是因为其在电沉积之后对毡部件的极强粘附性。该强粘附性还导致表面的非金属化区域。结果导致镀金属的均匀度的改变。换句话说，镀金属层的厚度可能在整个毡纤维上是不同的。

3.发明目的

本发明的目的尤其是克服上述现有技术的全部或部分缺点。

本发明的一个目的是在至少一个实施方式中提供制造毡层的技术，其允许得到具有基本均匀的镀金属的毡层。

本发明的另一目的是在至少一个实施方式中提供这样的技术：与现有技术中的技术导致的花销相比，至少实施起来相对经济。

尤其是，本发明旨在在至少一个实施方式中获得能够通过比现有技术消耗更少能量来实施的技术。

本发明的另一目的是在至少一个实施方式中允许相对于现有技术实现反应物的经济性。

本发明的目的还在于在至少一个实施方式中提出通过电沉积来镀金属的技术，其比现有技术实施起来更快。

本发明的目的还在于，在至少一个实施方式中，避免求助于使用滤纸，以在电沉积期间保护毡表面。

本发明的目的还在于，在至少一个实施方式中，提出实施起来更可靠、有效且容易的技术。

4.发明内容

这些目的以及下文示出的其它目的借助于通过电沉积对至少一个毡部件渗滤来制造镀金属或能镀金属的毡的方法来实现。

根据本发明，这样的方法包括：

－把所述至少一个毡部件保持在镀金属反应器中的步骤，镀金属反应器包括用于所述至少一个毡部件的全部或部分以导电材料制成的支架并且限定由所述至少一个毡部件分隔开的第一隔室和第二隔室，所述支架电连接到反电极；

－使包括至少一种电激活的金属离子盐的电解溶液穿过所述至少一个毡部件的步骤；

－使电流通过所述至少一个毡部件的步骤；

－使电解溶液穿过所述至少一个毡部件的步骤包括使电解溶液的至少一部分至少一次在从所述镀金属反应器的所述第一隔室向所述第二隔室的方向上并且在从第二隔室向所述第一隔室的相反方向上穿过。

因此，本发明基于完全原创的方法，其包括通过使电激活离子溶液至少一次在一个方向上然后在另一个方向上穿过毡部件来把电激活的金属离子沉积在毡部件上。

根据本发明的方法允许获得其镀金属品质良好的毡层。事实上，当电解溶液通过毡的第一面时，金属离子根据浓度梯度而沉积。换句话说，电解溶液随着其穿过毡而逐渐消耗金属离子。金属沉积然后在毡的第一面的表面上比毡的第二表面上更厚。电解溶液在相反方向、也就是说从毡的第二表面向第一表面的通过，也导致在该第二表面比第一表面更厚的金属沉积。最后获得在每个面上均匀的镀金属的毡。

沉积的均匀性实际上根据两个标准来评价：