[发明专利]一种可修复的流体不极化电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可修复的流体不极化电极的制备方法，步骤如下：将氯化铅、氯化钠和高岭土按照一定重量比例混合后加入适量水，并调pH值为4～5，制得盐流体；制作由有机玻璃筒体和顶盖以及陶土渗透底板制成封闭的电极壳体；将盐流体倒入电极壳体内并置入一根弯折呈螺旋状的铅丝，铅丝顶端自电极壳体顶盖上的中心通孔伸出并连接有电极线；该可修复的流体不极化电极的制备方法操作简单，成本低，且采用该方法制备的可修复的流体不极化电极具有内阻小、极差稳定、可修复、对环境温度适应性强及反复循环利用的优势，且经济环保，适合物探常规电法、电磁法等野外施工使用。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，特别涉及一种可修复的流体不极化电极及其制备方法。

背景技术

不极化电极是常规电法、电磁法勘探采集系统的重要组成部分，在物探领域广泛使用。目前，国内不极化电极普遍存在：1)使用寿命周期短，一般仅3～5个月；2)随着使用时间的延长出现性能不稳定的现象，严重影响数据质量；3)电极为一次性消耗，损耗大，维护困难，造成很大浪费；4)废弃不极化电极含有铅等重金属元素，需做专业无害化处理，否则处理不当会造成环境污染，增加处理成本。因此急需研发一种能够克服上述缺陷的不极化电极。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服现有不极化电极缺陷的可修复的流体不极化电极的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种采用上述可修复的流体不极化电极的制备方法制备得到的可修复的流体不极化电极。

为此，本发明技术方案如下：

一种可修复的流体不极化电极的制备方法，步骤如下：

S1、制备盐流体：将氯化铅、氯化钠和粒径为300～500目高岭土按照(0.05～0.1):(1～1.5):1的重量比进行混合，并加入0.3～0.5倍于氯化铅、氯化钠和高岭土的总重量的去离子水，搅拌均匀后，加入稀盐酸调pH值为4～5；

S2、制作电极壳体：其包括采用有机玻璃制作的两端开口的圆柱形筒体、采用有机玻璃制作的顶盖、以及采用陶土烧制而成的渗水率为1～2％的陶土渗透底板；其中，顶盖可拆卸固定在筒体的顶端开口处，陶土渗透底板固定在筒体的底端开口处，使电极壳体能够形成一个封闭壳体；

S3、将步骤S1制备的盐流体倒入电极壳体内，并在电极壳体中部设置一根弯折呈螺旋状的铅丝；其中，铅丝底端不与陶土渗透底板接触、顶端自电极壳体顶盖上的中心通孔伸出，且铅丝的螺旋状部分完全浸在盐流体内；

S4、对电极壳体的筒体分别与顶盖和陶土渗透底板连接处进行密封处理，并在铅丝顶端连接电极线。

在上述可修复的流体不极化电极的制备过程中：

1)该电极使用的盐流体采用氯化铅、氯化钠、高岭土与水的混合液，其中，PbCl₂和NaCl在去离子水中的加入量为过饱和状态，且通过按照特定比例加入，使混合液中的Pb²⁺、Cl^-、Na⁺离子长期处于稳定饱和状态，与铅丝充分接触，使Pb²⁺离子的沉降速度和迁移速度达到动态平衡，由此产生的极化电位将保持(或接近)恒定标准电位。从而使每两个电极之间的极化电位差可以达到或接近于零，实现提高电极性能的目的；另外，将盐流体的pH值维持在4～5之间，该pH范围能够使金属离子保持其活性；

2)由于该电极在使用过程中，发生损耗的仅为溶剂水，因此该电极采用有机玻璃作为电极壳体的筒体和顶盖，且顶盖螺纹连接在筒体上，使材料保证坚固耐用的同时，还可随时观察电极内部流体干湿度，以确定是否需要及时补充水分，即通过向电机壳体内补充去离子水就可以对电极进行修复，使该电极的极差、内阻恢复初始状态，；