一种可拆卸更换式复合阴极制造技术

本实用新型专利技术涉及被重金属或有机物污染的水体、土壤的修复技术领域，具体的说是一种可拆卸更换式复合阴极。本实用新型专利技术的可拆卸更换式复合阴极由4个可拆卸并更换的部分组成，包括电极装配容器、电极板、多孔捕获材料、液态电导加强介质和渗水性隔挡层；电极板、多孔捕获材料和液态电导加强介质置于容器内部，渗水性隔挡层包裹在容器外部。可拆卸更换式复合阴极将石墨板、多孔捕获材料和液态电导加强介质组合为整体可拆卸更换，克服了电极表面容易老化而影响寿命和使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及被重金属或有机物污染的水体、土壤的修复
，具体的说是一种可拆卸更换式复合阴极（专利技术人命名：COMBOPO，以下相同）。
技术介绍
目前，阴极材料用于被重金属或有机物污染的水体、土壤修复存在三个问题：1、当阴极材料用于被重金属或有机物污染的水体、土壤修复时，由于环境条件比较恶劣，阴极容易损坏。2、当阴极材料达到饱和时，需要不断更换复合阴极附近的材料，以便去除在系统运行过程中产生的污染物质。3、由于阴极材料的使用量大，为了降低成本，需要复合阴极材料价格低廉或可回收利用，不产生二次污染。
技术实现思路
本技术的目的是想提供一种可拆卸更换式复合阴极，一是为了克服电极表面容易老化而影响寿命和使用；二是为了将复合阴极附近的碱性区移植到电极内部，使得的电极功能多样化；三是为了加强电极的牢固性，使之不易损坏而适用于条件比较恶劣的环境。为了达到上述目的，本技术所提供的技术方案是：可拆卸更换式复合阴极由4个可拆卸并更换的部分（子系统）组成，包括电极装配容器、电极板、捕获子系统和渗水性隔挡层；其中多孔捕获材料和液态电导加强介质组成捕获子系统，与电极板并置于容器内部，渗水性隔挡层包裹在容器外部（可阻止外界物质直接进入阴极或者大量阴极材料直接泄漏至容器之外）。进一步，所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板连接直流电源的负极（其材料为石墨或其它非重金属导体材料）。进一步，所述的多孔捕获材料与电极之间为可拆卸和更换的，呈非附着式接触。进一步，所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板尺寸的长、宽和高分别小于等于电极装配容器（1）内腔的长、宽和高；电极板的厚度为0.5mm-250cm。进一步，所述的电极板和电极装配容器的形状为长方体、圆柱状或圆环状。所述的可拆卸更换式复合阴极中的多孔捕获材料为具有吸附或通过化学反应而将进入多孔捕获材料（31）的金属离子、非金属离子或有机分子以吸附或沉淀等形式固定的多孔介质，并且具有相对较长的时间上的持续性和物理-化学上的稳定性；具体是各种改性和非改性的粘土矿物、活性炭、泡塑、具有纳米管状结构的材料和合成海绵状多孔介质及它们的制成品；多孔捕获材料与电极之间为可拆卸和更换的，呈非附着式接触。所述的可拆卸更换式复合阴极中的多孔捕获材料是耐酸和耐碱的，耐酸碱范围pH=1~14；多孔捕获材料经处理后可重复使用。所述的可拆卸更换式复合阴极中的液态电导加强介质为电解时不会产生有毒有害气体的、非重金属盐类溶液。所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极装配容器是由绝缘材料玻璃钢或塑料或橡胶制成。所述的可拆卸更换式复合阴极中的渗水性隔挡层是由渗透膜或半渗透膜或帆布或无纺布或多孔有机合成材料介质之中的一种或二种以上组成。以上技术方案主要解决了以下问题：1、用可拆卸并更换的组件代替原有的单质单体电极。2、当该电极应用于土壤修复时，要求渗水性隔挡材料具有耐磨性，以满足复合阴极电极应用于条件恶劣的使用环境。3、可拆卸更换式复合阴极（COMBOPO）的尺寸可以根据处理对象的电导率和供电电源的电压和功率大小来制定，适用于不同尺度的规模应用。4、所述的多孔捕获材料为可反复回收利用的活性炭、沸石、蛭石等材料，降低了运行成本，并可回收重金属等物质。5、解决了利用复合阴极附近的局部强碱性带和多孔捕获材料直接捕获系统内“污染物质”，通过更换多孔捕获材料将污染物质移除的问题。6、电极板和电极装配容器的形状和大小随意，使之适用于不同的应用场所。采用上述技术方案，本技术的技术效果有：1、本技术可使被电动力驱动至复合阴极的各种物质的绝大部分被复合阴极捕获，处理后系统中的有害物质浓度降低90%以上。2、本技术的多孔捕获材料为可回收利用材料，大大降低工程实施的成本。3、本技术制作简单，可工业化生产。4、本技术可广泛应用于各类重金属污染和极性（易溶于水的）有机污染物污染的水体、土壤环境的修复，特别适用于重金属污染土壤修复，效率高，有良好的社会效益和经济效益。可拆卸更换式复合阴极将石墨板、多孔捕获材料和液态电导加强介质组合为整体可拆卸更换，克服了电极表面容易老化而影响寿命和使用；将复合阴极附近的碱性区移植到电极内部，使得电极功能多样化；加强了电极的牢固性，使之不易损坏而适用于条件比较恶劣的环境。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是本技术实施例1的正视图图2是本技术实施例1的侧视图图3是本技术实施例1的俯视图。图4是本技术实施例1的三维示意图。图5是实施例2的圆柱状电极三维示意图。图6是实施例3周围式电极三维示意图。图中：1为电极装配容器；2为电极板；3为捕获子系统；31为多孔捕获材料；32为液态电导加强介质；4为渗水性隔挡层。具体实施方式下面结合附图说明本技术的具体实施方式，本技术所采用的材料均为现有技术材料，市场上均有供应。本技术所述的可拆卸更换式复合阴极可作为阴极代替其他任意装置上的其他阴极材料。实施例1：板式可拆卸更换式复合阴极（COMBOPO）（1）根据需要选择电极装配容器1、电极板2、渗水性隔挡层4、多孔捕获材料31和液态电导加强介质32；（2）根据需要确定电极整体的长、宽、高；（3）按照本技术图1、图2、图3和图4制作长方体形状的可拆卸更换式复合阴极电极板2；（4）装载多孔捕获材料；（5）添加液态电导加强介质，使多孔捕获材料通过液态电导加强介质和渗水性隔挡层与外部介质直接联通；多孔捕获材料（31）的孔径应大于欲捕获污染物的粒径。（6）将可拆卸更换式复合阴极（COMBOPO）置于待处理介质的一端，并与直流电源的负极连接；以石墨或金属电极为正极置于介质的另一端，并与直流电源的正极连接形成畅通回路；直流电源的电流和电压可调，电压梯度为0.01~50V/cm，电流密度为0.1mA~100A/cm2。（7）在确保安全的条件下接通电源并维持1小时~3年，可将介质中的待捕获污染物驱赶到本可拆卸更换式复合阴极（COMBOPO）上；对环境的温度、湿度等无特殊要求。（8）当多孔捕获材料达到饱和时，可考虑更换多孔捕获材料和液态电导加强介质，或者终止施加电压；（9）多孔捕获材料（31）可以通过现有技术的离子交换方法进行回收利用。实施例2：中心式可拆卸更换式复合阴极（COMBOPO）（1）按照图5制作圆柱状的可拆卸更换式复合阴极（COMBO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可拆卸更换式复合阴极，其特征在于：它由电极装配容器（1）、电极板（2）、捕获子系统（3）和渗水性隔挡层（4）4个可拆卸并更换的部分组成；所述捕获子系统（3）与电极板（2）并置于电极装配容器（1）内，渗水性隔挡层（4）包裹在电极装配容器（1）外部。

【技术特征摘要】
1.一种可拆卸更换式复合阴极，其特征在于：它由电极装配容器（1）、电极板（2）、捕获
子系统（3）和渗水性隔挡层（4）4个可拆卸并更换的部分组成；所述捕获子系统（3）与电极板
（2）并置于电极装配容器（1）内，渗水性隔挡层（4）包裹在电极装配容器（1）外部。
2.如权利要求1所述的可拆卸更换式复合阴极，其特征在于：所述的可拆卸更换式复合
阴极中的电极板（2）连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，陈玉衡，
申请(专利权)人：陈明，陈玉衡，
类型：新型
国别省市：北京;11