[发明专利]纳米电化学电极、电极组件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米电化学电极、电极组件及其制备方法，所述纳米电化学电极的制备方法以工业级的铁粉、钛粉和氧化锌粉体为原料，通过备料、熔融、喷射处理、注射成型、烧结和后处理制备得到表面均匀布孔的新型纳米电化学电极；以及将纳米电化学电极以首尾相连的方式，依次焊接成“Z”字型的电化学电极组件。本发明方法制备的电极具有良好的导电性能、耐腐蚀性能和催化性能，可实现对废水中油类、酸性物质和难降解有机污染物的高效去除，具有重要的实用价值。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种纳米电化学电极的制备方法及由该方法制备的电极组件。

背景技术

近年来，电化学作为一种绿色、无二次污染的高效处理技术，在水处理领域中的应用越来越广泛。在水处理领域，常用的电极有金属电极、碳材料电极、气体电极、难溶盐电极、膜电极，以及在上述电极基础上发展而来的化学修饰电极和多重电极。现有的电极都是采用成品金属、碳材料等直接使用，故处理效能有限，为了增加效能，通常将活性基团、催化物质等附着在电极金属表面上，使之具有更强的效能，也就是把具有抗腐蚀功能和催化性能的贵金属钌、钛、铱等金属涂敷修饰在电极基体表面，因此，经过化学修饰的金属电极在水处理领域应用最为普遍。然后现有化学修饰金属电极通常采用铁或铝金属为基体，之后把具有抗腐蚀功能和催化性能的贵金属钌、钛、铱等金属涂敷修饰在铁或铝电极表面。然而，涂敷在铁或铝电极基体上面的修饰贵金属与基体结合不牢、容易脱落，严重影响了电极的去除效能。

发明内容

本发明针对现有水处理用电化学电极存在的缺点与不足，提供一种纳米电化学电极、电极组件及其制备方法，本发明的制备纳米电化学电极的方法工艺简单，制备成本低，并且采用本发明方法制备的电化学电极对水污染物处理效率高，可实现对水中油类、酸性物质和难降解有机污染物的同时去除，具有很高的经济价值。

为实现本发明的目的，本发明一方面同时提供一种纳米电化学电极组件的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)按照如下重量份配比备料：

铁粉 75-85

钛粉 10-20

氧化锌粉 2-10

2)将铁粉、钛粉和氧化锌粉混合均匀后倒入冶金炉内进行熔融处理，制得熔融合金混合液；

3)向熔融合金混合液中通入高压惰性气体，进行喷射处理，使液态金属混合液被喷射成纳米尺度的金属颗粒，制成铁-钛-锌合金纳米粉末；

4)将铁-钛-锌合金纳米粉末和胶黏剂混合，制成合金-胶粘剂混合料后加入注射机料筒中，再进行注射成型处理，制成铁-钛-锌合金板粗坯；

5)将制备的铁-钛-锌合金板粗坯置于烧结炉内，进行烧结处理，制得铁-钛-锌合金板坯；

6)对铁-钛-锌合金板坯依次进行表面精磨处理，确保表面没有毛刺、打孔(目的是使水流通过极板，形成紊流)处理，即得。

其中，步骤1)中所述原料的配比为：

铁粉 80

钛粉 15

氧化锌粉 5

特别是，步骤1)中所述铁粉、钛粉的粒径为80～120目，优选为100目；所述氧化锌粉粒径为40～50微米，优选为30-45微米。

其中，步骤2)中所述熔融处理温度为1000～1500℃，优选为1200～1300℃。

特别是，所述冶金炉选择电热熔炉。

尤其是，步骤2)中熔融处理采用电加热方式进行加热，熔化。