[发明专利]电化学沉积法脱除硫酸溶液中铁离子的三维电极

摘要

本发明涉及一种电化学沉积法脱除硫酸溶液中铁离子的三维电极，特别是由析氢过电位高的金属颗粒为电催化材料的三维移动床电极。以此电极为阴极，Fe2+阴极还原生成铁沉积于移动床金属颗粒表面，生成的铁在电磁体的磁力作用下移至耐腐蚀电极基体，同时采用阴极保护技术保护生成的Fe使其不被硫酸腐蚀；经过电化学沉积除铁操作的三维移动床电极移出硫酸溶液，关闭电磁体电源，用硫酸溶液溶解除去沉积出的铁，使三维移动床电极再生后循环使用。本发明的三维移动床电极具有除铁速率快、电流效率高、易于连续操作等显著特点，便于实现大规模工业化，该电极可用于金属离子分离回收及资源化利用领域，是一种符合绿色化工发展要求的电极制备技术。

主权项

1.一种电化学沉积法脱除硫酸溶液中铁离子的三维电极，特别是一种以析氢过电位高的金属颗粒为电催化材料且表面可更新的作为阴极使用的三维移动床电极，其特征在于：(1)阴极：由三维移动床电极、耐腐蚀电极基体以及电磁体三部分组成；(2)三维移动床电极：以析氢过电位高的金属颗粒为电催化材料，在金属/电解液界面，Fe²⁺发生电化学还原反应生成Fe，沉积在电极表面；(3)耐腐蚀电极基体：耐腐蚀电极基体为电磁体表面的保护层，其作用是防止电磁体在阴极条件下腐蚀，同时作为阴极的导电通道；(4)电磁体：在铁芯外缠绕线圈，通直流电产生磁场，通过磁力将沉积在三维移动床金属颗粒表面的Fe吸至耐腐蚀电极基体，断电后磁性消失，Fe脱离耐腐蚀电极基体；(5)三维移动床电极除铁操作：以上述三维移动床电极为阴极，进行电化学沉积除铁操作，Fe²⁺在金属颗粒表面发生电化学还原反应生成Fe，生成的Fe在电磁体的磁力作用下移至电磁体表面，同时采用阴极保护技术保护生成的Fe颗粒，使其不被硫酸腐蚀；(6)三维移动床电极再生：将上一步经过电化学沉积除铁操作的三维移动床电极移出硫酸溶液，关闭电磁体电源，用硫酸溶液溶解除去沉积出的铁颗粒，从而实现三维移动床电极的再生，使电极循环使用。