专利名称：一种电解用修饰不锈钢电极及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电解用电极技术领域，具体地说是一种电解用修饰不锈钢电极及其制备方法。
背景技术：
有机电合成是一门涉及电化学、有机合成及化学工程的交叉学科。有机电合成被称为“古老的方法，崭新的技术”。有机电化学合成是有机电合成与电化学技术相结合的一门边缘学科，广泛应用于染料、药物、农药、香料、有机试剂、氨基酸等精细化学品及有机中间体的合成。电解氧化是有机电合成的重要方法，该方法在处理废水中具有无需添加氧化齐U，氧化有机物彻底，无二次污染，设备体积小，占地面积少，操作简便灵活等优点。电解氧化的机理分为直接氧化和间接氧化。直接电解氧化是直接利用阳极的高电位，通过直接的电子转移氧化溶液中的有机或无机化合物。间接氧化主要是通过电极的作用产生羟基自由基等活性基团，这些活性基团再氧化水体中的有机物。电解还原在电解过程中也同时存在，在电解过程中如何使电解过程中的氧化还原反应最大限度的发挥作用，在废水处理过程中至关重要。申请号为97105754. O的中国专利公开了工业废水处理方法，其特征是在废水排放口安装一电解槽，让废水在电解槽中电解，经过砂滤和气搅球磨破粒之后，再回流到电解槽中电解，然后排放。本发明的方法和所用的设备简单，造价低，通用性强，无须投放化学试剂。中国专利ZL00132781. X公开了一种催化电解废水处理装置，包括直流电源，反应槽体、正负电极、进水管、出水管、和催化剂，其特征在于，电解装置的底部为“V”型，在底部有一进气口，或者进气口与进水口为一体，在进气口上部有一导流板，导流板下缘从反应装置底部的进气管上方开始延伸，上缘侧向展开至反应装置的上部。这种气体导流作用下的 催化剂定向流动，增加催化剂的利用率，降低反应的能耗。申请号为200810103616. 6的中国专利公开了电化学降解与光催化氧化技术联用的废水处理方法及装置，发明涉及以金刚石薄膜电极为阳极的电化学降解与光催化氧化技术联用的废水处理方法及装置。联用装置由流动式电解槽和光催化反应器构成，污染物首先在流动式电解槽的阳极发生电催化氧化反应，电解出水进入光催化反应器进行进一步降解。通过两种工艺的组合，可以改善电化学部分析氧副反应引起的电流效率下降，因为电化学部分析出的氧气是光催化部分光生电子的良好捕获剂，可以提高光生电子、空穴的分离效率，提高光催化部分的催化降解能力。同时可以通过控制联用装置中各个部分的开或者关，根据废水中污染物的种类和浓度的不同选择合适的操作模式，如单独的电化学方法、单独的光催化方法、电化学与光催化联用方法等不同的操作模式。申请号为200680014666.6的中国专利公开了一种不锈钢电解板，适用于金属阴极的电解精炼的基本永久不锈钢阴极板，该阴极由低镍双相钢或较低等级的“304”钢组成，其中通过改变阴极表面的各种性质使得能够实现电沉积物在其上的操作附着。还提供了制备上述双相或304等级阴极板的方法，使得该板上沉积物的所需操作附着没有强至可阻碍金属沉积物在随后的操作过程中被去除。如何提高电解氧化还原效率，并避免提高耗电量是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电解用修饰不锈钢电极 及其制备方法，该电极用于废水处理时可提高电解过程中氧化还原效率，并避免提高耗电量。本发明采用的技术方案如下一种电解用修饰不锈钢电极，是由不锈钢本体和活化层组成，所述不锈钢本体由不锈钢板材组成，活化层是附着在不锈钢本体表面上，其特征在于所述的活化层是直接由不锈钢本体作为阳极，经过在含铁离子溶液中电解处理后得到的产物。一种电解用修饰不锈钢电极的制备方法，包括以下步骤1)根据需要加工所需的不锈钢本体钢板；2)将不锈钢板作为阳极，在含铁离子溶液中电解处理，电解水溶液中铁离子质量含量为I 5%。不锈钢板可以是无孔平板，也可以是有孔板，还可以是拉伸网状板。阴极可以采用不溶性电极，如不锈钢电极、石墨电极或金属钛电极。含铁离子溶液为二价或三价。电解液用无机酸调节，不应有沉淀生成。电解的电流密度为50 150A/m2，电解时间为5 20分钟。本发明的电解用修饰电极可用于背景技术中所述电解中使用的电极，还可用于与此相关的电解处理废水的电解装置用电极，特别适用于正负极同质的电解过程。经过实验研究发现，不锈钢电极经过电解沉积微量新生态铁可提高电解氧化还原的效率，可有效去除废水中的C0D。可能是因为新生态铁在电解过程中起到氧化还原催化作用，由于废水中有机物的浓度较低，因此很微量即可产生明显作用。同时在电沉积过程中由于生成的新生态铁本身是导电体，不影响不锈钢的导电性，因此耗电量基本没变。由于电解效率提高了，单位电量去除的COD数量还提高了，起到了明显的节电效果。
具体实施例方式实施例I。电解用修饰不锈钢电极的制备，按照以下步骤I)根据需要加工所需的不锈钢本体钢板，为无孔，厚度为2mm ；2)将不锈钢板作为阳极，在含铁离子溶液中电解处理，电解水溶液中铁离子质量含量为1%。含铁离子水溶液为二价硫酸亚铁，电解液用硫酸调节，不应有沉淀。电解的电流密度为50A/m2，电解时间为20分钟。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了10%，消耗的电量没有改变。实施例2。与实施例I不同的是不锈钢板，为有孔，厚度为I. 5mm,含铁离子溶液为三价硫酸铁，电解液用硫酸调节，不应有沉淀，电解的电流密度为ΙΟΟΑ/m2，电解时间为15分钟。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了17%,消耗的电量没有改变。实施例3。与实施例I不同的是不锈钢板，为拉伸网状板，厚度为I. Omm,，电解水溶液中铁离子质量含量为3%，电解的电流密度为ΙΟΟΑ/m2，电解时间为10分钟。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了12%，消耗的电量没有改变。实施例4。
与实施例I不同的是不锈钢板，厚度为3. Omm,电解水溶液中铁离子质量含量为5%，电解的电流密度为150A/m2，电解时间为5分钟。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了17%,消耗的电量没有改变。实施例5。与实施例I不同的是电解的电流密度为135A/m2，电解水溶液中铁离子质量含量为4%，电解时间为15分钟。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了17%,消耗的电量没有改变。实施例6。与实施例I不同的是电解的电流密度为120A/m2，电解时间为20分钟，电解水溶液
中铁尚子质量含量为2%。应用该电解用修饰电极进行电解废水试验，单位电量去除的COD数量还提高了19%，消耗的电量没有改变。
权利要求
1.一种电解用修饰不锈钢电极，是由不锈钢本体和活化层组成，所述不锈钢本体由不锈钢板材组成，活化层是附着在不锈钢本体表面上，其特征在于所述的活化层是直接由不锈钢本体作为阳极，经过在含铁离子溶液中电解处理后得到的产物。
2.权利要求I所述的一种电解用修饰不锈钢电极的制备方法，包括以下步骤1)根据需要加工所需的不锈钢本体钢板；2)将不锈钢板作为阳极，在含铁离子溶液中电解处理，电解水溶液中铁离子质量含量为I 5%。
3.根据权利要求2所述的电解用修饰不锈钢电极的制备方法，其特征在于含铁离子溶液为二价或三价。
4.根据权利要求2所述的电解用修饰不锈钢电极的制备方法，其特征在于电解的电流密度为50 150A/m2，电解时间为5 20分钟。
全文摘要
本发明提供一种电解用修饰不锈钢电极，涉及电解用电极技术领域，电解用修饰不锈钢电极是由不锈钢本体和活化层组成，所述不锈钢本体由不锈钢板材组成，活化层是附着在不锈钢本体表面上，其特征在于所述的活化层是直接由不锈钢本体作为阳极，经过在含铁离子溶液中电解处理后得到的产物。其制备方法，包括以下步骤1)根据需要加工所需的不锈钢本体钢板；2)将不锈钢板作为阳极，在含铁离子溶液中电解处理，电解水溶液中铁离子质量含量为1～5%，铁离子溶液为二价或三价，电解的电流密度为50～150A/m2，电解时间为5～20分钟。本发明的电解用修饰石墨电极用于废水处理时可提高电解过程中氧化还原效率，并避免提高耗电量。
文档编号C25B11/04GK102787328SQ20121022995
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者吴京, 吴玉凯, 张存中, 武钦佩, 王倩, 王雪梅, 陈甫雪 申请人:北京理工大学