[发明专利]一种固废基多层电极及其应用

说明书

本发明公开了一种固废基多层电极，其由导电材料层和位于导电材料层两侧的固废基层组成；本发明采用固废和导电材料逐层接触热压成型，借助导电材料的导电特性向固废层释放电子，固废中的导电粒子传到电子，实现电子的均匀释放；本发明降低了电极的制备成本，实现固废资源化利用的同时增强了电极的使用寿命；降低了电助发酵、电助废水处理等领域电极使用成本，提高了电极使用效率。

技术领域

本发明属于电极制备技术领域，具体涉及一种固废基多层电极及其应用。

背景技术

随着工业化进程的不断发展，电极产业已经成为了全世界的战略性产业，但是目前为止，现有的电极制备技术，总体原材料稀缺，而且制备成本较高；电极的需求量日益增大的同时成本较高，许多电极的原材料已经面临枯竭；如何降低电极制备成本，提高电极的生产效率已经成为全世界的热点关注问题。大宗固废现有污染问题日益严重，所谓的固废只是存在的形式让现有的生产技术无法继续使用的材料，而大部分固废中含有微量的稀贵重金属元素，这些稀贵重金属成分在一定程度上电极制备良好的原材料。针对现有的大宗固废处理技术的单一，结合大宗固废的特有性质，为降低电极的制备成本，提高电极的作用效率；利用固废制备电极为固废高附加值资源化利用方向提供了一个发展方向，同时可以大大提高电极的利用效率，降低电极的生产成本。

河北顺天电极有限公司提出了一种增强型复合石墨电极壳及电极，申请号为201320287766.3，其中电极壳含有碳纤维，因此外壳的抗压强度提高了一倍，不因热应力产生裂纹。此实用新型利用电流导体的表面集肤作用原理，电极导电性能好，可以降低能耗，减小制作成本，其结构简单、方便，操作安全可靠。培尔梅烈克电极股份有限公司提供电解用电极的制造方法，申请号为201480004945.9，所述方法能够适当地改变电极催化成分的量为期望量，能够在不损害电极性能的情况下经济且有效地制造高性能的电解用电极。一种电解用电极的制造方法，其具有以下电极催化层形成工序：在多孔网等具有多个孔的导电性电极基材的表面侧涂布含有电催化成分的起始原料的涂布液，然后进行干燥焙烧，在基材的表面侧和背面侧形成电极催化层，在该制造方法中，基材含有选自Ti、Ta、Nb、Zr及Ni中的至少一种金属或其合金，电极催化成分含有选自Pt、Ir、Ru、Pd、Os及它们的氧化物中的至少一种，电极催化层形成工序中，通过预热基材至少1次，使即将涂布涂布液之前的基材的温度比室温高，并且再次改变该温度，由此调整附着于基材背面侧的电极催化成分的量。虽然现有的电极制备技术发展迅速，但是制备成本依然居高不下。

发明内容

针对现有电极制作成本高、腐蚀性强、性能差等技术问题，本发明提供了一种固废基多层电极，本方法采用固废和导电材料逐层接触热压成型，借助导电材料的导电特性向固废层释放电子，固废中的导电粒子传到电子，实现电子的均匀释放；该方法降低了电极的制备成本，实现固废资源化利用的同时增强了电极的使用寿命；降低了电助发酵、电助催化等领域电极使用成本，提高了电极使用效率。

本发明固废基多层电极由导电材料层和位于导电材料层两侧的固废基层组成，采用热压接触成型压制固废制得固废基层，然后在固废基层上平铺一层导电材料，再利用热压接触成型压制形成导电材料层，在导电材料层上平铺一层固废，采用热压接触成型压制，最终制得固废基多层电极。

所述导电材料选自石墨粉、铂粉、碳纤维粉、铜粉，粒径小于100μm，含水率为4%~10%。

所述固废选自铁尾矿、锑尾矿、磷尾矿、泥磷、铅锌尾矿、钛尾矿、锡尾矿，粒径分布10~100μm，含水率为4%~10%。

所述导电材料层两侧的固废基层是同种固废或不同类固废。

所述压制压力为2.3~400MPa，压制温度为室温~700℃，保压时间8~300s。

本发明固废基多层电极应用在电助发酵、电催化中，使用时导电材料层接电源。

本发明方法的优点和技术效果：