[实用新型]一种水处理BDD电极

说明书

本实用新型提供一种水处理BDD电极，电极以重掺杂硅片为基体，基体表面分布有孔洞，基体和孔洞表面覆盖一层掺硼金刚石薄膜。与现有技术相比，本实用新型提供的的带孔平片硅基BDD电极可以直接垂直表面方向过水，使得电解池中BDD电极与同样带孔的平板金属阴极可以平行排列形成插板式电解池，相比目前的平片硅基BDD电极适用性强、使用简单、操作方便，并使相应的电解池装置整体成本更低。

技术领域

本实用新型涉及一种水处理电极，尤其涉及一种水处理BDD电极。

背景技术

电解法是废水处理的新技术之一，其机理是电化学催化氧化工艺，具有处理效率高、不需添加化学氧化剂、无二次污染、反应条件温和、操作简便、与环境兼容性好、易于实现自动化控制等优点，被称为“环境友好型处理技术”，是高级氧化技术应用于高浓度难降解废水处理的最有潜力的方法之一。

电解水处理技术的关键是氧化电极，电极材料的选择至关重要。用于废水电化学氧化处理的电极材料应具有稳定的表面化学性质、优良的电化学催化性能、耐腐蚀性强、宽的电势窗口等。目前常用的电极材料有石墨、金属和氧化物电极，而发展最快、前景最好的则是掺硼金刚石涂层(BDD)电极。BDD电极具有最宽的电化学势窗(>3.5V vs NHE)、最高的析氧过电位(>2.5V vs NHE)、极强的化学惰性和抗污染中毒能力、非常低的表面吸附特性以及高的电催化活性等特点，理论上是最为理想的电化学水处理电极材料；而大量研究均证明在所有的实验条件下，相较于传统电极而言，金刚石电极的氧化速率和电流效率最高，具有更为优异的电极性能。

掺硼金刚石涂层(BDD)电极目前主要使用重掺杂的硅或金属作为基体，再在上面化学气相沉积一层掺硼金刚石薄膜复合而成。硅作为金刚石同主族同结构半导体材料，物化性质与金刚石相近，用作BDD涂层的衬底可保证表面生长出的掺硼金刚石薄膜质量高，形成的复合电极力学性能、物化性能的完整性和一致性好，并且使用时稳定、可靠，电极寿命长且成本低。但硅的可加工性差，只能以完整平面的形式作为基体涂覆BDD后形成整体平片电极，使得BDD电极实际应用时需配套设计结构较为复杂的专用电解池，电解池的加工难度大、成本高且使用时的操作不便。金属基体(如钛、铌等)有很好的机械性能和电学性能，易于加工成网状结构从而既易保证掺硼金刚石薄膜沉积的可行性，还可兼顾形成的电极在传统插板式电解池中的通用性，但由于与金刚石热膨胀系数差异极大，形成的金属/BDD复合电极结合力弱，使用过程容易出现金刚石膜脱落造成电极损坏；同时这些金属价格昂贵，使用成本高，难于工程化应用。

有鉴于此，若能将现有硅基和金属基BDD电极的优点结合在一起，形成有孔洞分布的硅基BDD电极，则可兼顾BDD电极的高性能和良好的实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种水处理BDD电极，以硅片为基体，具有孔洞结构，解决了高性能的平片硅基BDD电极无法应用于传统简单的插板式水处理电解池的局限，大幅提高了高性能BDD电极的实用性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种水处理BDD电极，其特征在于：电极以重掺杂硅片为基体，基体表面分布有孔洞，基体和孔洞表面覆盖一层掺硼金刚石薄膜。

进一步地，所述基体表面的孔洞均匀分布；基体为方形或圆形；方形基体的孔洞沿纵横方向等间距均匀分布；圆形基体的孔洞沿径向等间距均匀分布，孔洞间距大小与孔洞直径相等。

进一步地，基体中的孔洞直径为基体厚度的2倍以上，靠近基体边沿的一个孔洞为半通孔，其余孔洞均为通孔。

进一步地，所述孔洞直径为基体厚度的2倍。

进一步地，所述电极还包括引线，所述引线为金属导线。

进一步地，所述引线通过导电银浆和半通孔相连引出。