臭氧发生电极、电极的制备方法、含有该电极的电解装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及臭氧发生电极、电极的制备方法、含有该电极的电解装置。所述电极通过以下方法制备：准备电极板和催化剂：电极板选用非金属导电材料；催化剂由SnC

Ozone generation electrode, preparation method of electrode, electrolytic device containing the electrode

The invention relates to an ozone generating electrode, a preparation method of the electrode and an electrolytic device containing the electrode. The electrode is prepared by the following methods: preparing the electrode plate and catalyst: the electrode plate is made of non-metallic conductive material; the catalyst is made of SNC

【技术实现步骤摘要】
臭氧发生电极、电极的制备方法、含有该电极的电解装置
本专利技术涉及电化学领域，具体涉及一种新型的电极的制备方法，该电极能够产生臭氧，并提供了一种含有该电极的电解装置。
技术介绍
臭氧具有极强的氧化性和易分解性，能够作为污水净化剂、脱色剂、消毒剂等使用，利用臭氧进行杀菌消毒时，速度快、效果好，臭氧本身还原生成氧气。由于臭氧所具有的上述优点，其使用已被广泛认可，是世界公认的绿色消毒剂。但是，由于臭氧在常温下的半衰期为15～30min(分钟)，导致臭氧的常规储存较困难且成本较高。目前，生产臭氧常用的方法有电晕法、电解法、紫外线法、核辐射法。其中，电晕法的设备投资较高，运行费用高，所生产的臭氧浓度低；紫外线法耗能高，生成臭氧的浓度低，不适用于大量臭氧的生产；核辐射法投资大、不安全，使用频率很低。电解法生产臭氧主要包括电解空气和电解纯水。电解空气生产臭氧的过程会产生NOx等有毒物质，所需交流电压较高，电解效率低，臭氧入水困难，设备占地面积大，使用成本极高。电解纯水单位产生的臭氧效率最高，电解过程是以固态的贵金属聚合物为电解质，结合阳离子交换模式，通过低压电解的方式获得臭氧，但是该工艺中，控制系统比较复杂，电解效率低，臭氧入水困难，使用成本较高。并且，传统的电解装置中，阴阳极材料均采用金属导电材料，水体中存在的某些物质可能会和金属电极发生反应，不适合长期在强酸、强碱的水体中使用。所以说，电极材料的选择对于电解过程的进行显得尤为重要。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提出一种新型的臭氧发生电极和电解装置，该电解装置中选用非金属导电材料作为阳极材料，通过在阳极材料上覆盖催化剂，提高电解过程产生臭氧的效率。本专利技术的目的是提供一种电极的制备方法，所述电极包括电极板和催化剂，所述电极的制备方法包括如下步骤：A、准备所述电极板和所述催化剂：所述电极板选用非金属导电材料；所述催化剂通过如下方法制备：取500～1500重量份的SnC2O4加入到反应釜中，向所述反应釜中加入至少150重量份的水并搅拌均匀；将5～8重量份的Sb2O3加入到所述反应釜中，搅拌，通入氧气，并进行加热使得混合均匀，得到混合料；将1～3重量份的Ni(CH3COO)2·4H2O加入所述混合料中，然后向所述反应釜中通入氧气，并进行加热、搅拌，直至所述反应釜中物料呈悬浮状态后停止加热，所述反应釜内的物料沉淀，待沉淀完全后，取上层悬浮液，即得到所述催化剂；B、将所述催化剂涂覆在所述电极板上，在450～780℃温度下对所述电极板进行加热；C、所述步骤B重复进行9～14次，使得所述催化剂在所述电极板上形成均匀的涂覆膜；D、对所述步骤C得到的电极板进行烧结处理，得到所述电极。作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤A中，向所述反应釜中通入氧气的流量为10～15L/min。作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤B中，所述加热温度控制为500～700℃。作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤B重复进行10～12次。作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤D中，控制所述烧结处理过程的温度为500～1200℃，烧结时间为60～150min。优选的，控制所述烧结处理过程的温度为1000～1200℃，烧结时间为90～150min。本专利技术的另一目的是提供一种臭氧发生电极，所述臭氧发生电极由上述任一所述的制备方法制备。作为本专利技术优选的实施方式，所述电极板的电阻率＞1×10-8Ω·m。作为本专利技术优选的实施方式，所述电极板为导电陶瓷或导电硅。进一步的，所述导电陶瓷为碳化硅陶瓷、二硅化钼陶瓷、氧化钍陶瓷、铬酸镧陶瓷。本专利技术还提供了一种电解装置，所述电解装置包括阳极、阴极、电源、电解液，所述阳极与所述电源的正极通过导线连接，所述阴极与所述电源的负极通过导线连接，所述阳极和所述阴极均置于所述电解液中，所述阳极为上述臭氧发生电极。本专利技术将非金属导电材料作为电极，在用于污水处理时，与传统工艺中采用金属导电材料作为电极相比，能够适用于强酸、强碱水体，不会发生电极与水体反应的问题，使得电解处理污水过程更加稳定，成本更低，电极的使用寿命更长。并且，臭氧产量更高，工作效率更高，工业应用前景较好。附图说明图1为本专利技术提供的催化剂的制备方法流程示意图。图2为本专利技术的电解装置示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。在不同的应用环境中为了满足不同的使用需求，而在本专利技术提供的方法的基础之上，对相关工艺参数进行的改动，均属于本专利技术的保护范围。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种新型的电极，该电极包括电极板和涂覆在电极板上的催化剂。本专利技术同时提供了该所述新型电极的制备方法，包括如下步骤：A、材料准备准备电极板和催化剂：(1)电极板选用非金属导电材料。其中，本专利技术所选用的非金属导电材料的电阻率＞1×10-8Ω·m(欧姆·米)。作为本专利技术优选的实施方式，电极板选用导电陶瓷或导电硅。更优选的，导电陶瓷选用碳化硅陶瓷、二硅化钼陶瓷、氧化钍陶瓷、铬酸镧陶瓷。本专利技术选用的非金属导电材料，兼具如下优势：导电性能较好，可以满足电解过程的导电性能需要；均具有较好的抗腐蚀性和抗氧化性，且耐高温；与催化剂进行结合时，催化剂在上述非金属导电材料上均具有较好的附着能力；该非金属导电材料的强度较大，且韧性好；相比而言，本专利技术选用的非金属导电材料的加工成本较低，且通用性广泛。(2)由图1所示，催化剂的制备方法包括如下步骤：取500～1500重量份的SnC2O4加入到反应釜中，向反应釜中加入至少150重量份的水并搅拌均匀。然后，将5～8重量份的Sb2O3加入到反应釜中，搅拌，通入氧气，并进行加热使得混合均匀，得到混合料。再将1～3重量份的Ni(CH3COO)2·4H2O加入上述混合料中，然后再向反应釜中通入氧气，并进行加热、搅拌，直至反应釜中物料呈悬浮状态后停止加热。最后，使反应釜内的物料自然冷却，并静置沉淀，待沉淀完全后，取上层悬浮液，即得到本专利技术所需的催化剂。本专利技术制备的催化剂在0～8℃的环境下，至少能够保存30天。以下是催化剂制备方法的优化步骤：①制备催化剂的原料并不限于SnC2O4、Sb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极的制备方法，其特征在于，所述电极包括电极板和催化剂，所述电极的制备方法包括如下步骤：/nA、准备所述电极板和所述催化剂：/n所述电极板选用非金属导电材料；/n所述催化剂通过如下方法制备：取500～1500重量份的SnC

【技术特征摘要】
1.一种电极的制备方法，其特征在于，所述电极包括电极板和催化剂，所述电极的制备方法包括如下步骤：
A、准备所述电极板和所述催化剂：
所述电极板选用非金属导电材料；
所述催化剂通过如下方法制备：取500～1500重量份的SnC2O4加入到反应釜中，向所述反应釜中加入至少150重量份的水并搅拌均匀；将5～8重量份的Sb2O3加入到所述反应釜中，搅拌，通入氧气，并进行加热使得混合均匀，得到混合料；将1～3重量份的Ni(CH3COO)2·4H2O加入所述混合料中，然后向所述反应釜中通入氧气，并进行加热、搅拌，直至所述反应釜中物料呈悬浮状态后停止加热，所述反应釜内的物料沉淀，待沉淀完全后，取上层悬浮液，即得到所述催化剂；
B、将所述催化剂涂覆在所述电极板上，在450～780℃温度下对所述电极板进行加热；
C、所述步骤B重复进行9～14次，使得所述催化剂在所述电极板上形成均匀的涂覆膜；
D、对所述步骤C得到的电极板进行烧结处理，得到所述电极。


2.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，向所述反应釜中通入氧气的流量为10～15L/min。


3.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，所述加热温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋兴余，李富昌，
申请(专利权)人：苏州庚泽新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32