一种用于电化学领域的壳体、新型参比电极及新型外加电源式的阳极系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电化学领域，具体公开了一种用于电化学领域的壳体、新型参比电极及新型外加电源式的阳极系统，壳体内部有容纳腔，并设有第一通孔。所述第一通孔内填充有反渗透层和防电磁层；所述壳体表面有金属层。以及采用上述壳体的新型参比电极，新型参比电极的电极和电解质溶液布置在壳体容纳腔中；电极一端浸入电解质溶液，另一端从壳体处用导线引出；新型参比电极的使用寿命大大延长，且能够隔绝壳体外部的电磁干扰影响内部电极的电位。以及采用上述壳体的新型外加电源式阳极系统，该阳极系统的极化电极和阳极布置在壳体容纳腔中；电极均一端浸入电解质溶液，阳极接在恒电位仪正极，极化电极接在恒电位仪负极和阴极上；新型阳极系统，能够避免阳极去腐蚀周围的其他金属体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电化学领域的壳体、新型参比电极及新型外加电源式的阳极系统


[0001]本技术涉及电化学领域，更具体地，涉及一种用于电化学领域的壳体、新型参比电极及新型外加电源式的阳极系统。

技术介绍

[0002]参比电极是一种测量各种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成原电池，测定原电池的电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。参比电极是一种电化学
中常用的装置，种类也比较繁多，本例中以比较常用的有银
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氯化银参比电极和铜
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硫酸铜参比电极来进行说明。银
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氯化银参比电极较多的使用在淡水和海水的环境中，铜
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硫酸铜参比电极较多的使用在土壤中。以银
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氯化银参比电极为例，当参比电极浸泡在淡水或海水环境中，提前通过注水口注入合适的水和水量，再用堵头封堵好注水口，水体与电极内部空间内存储的KCL晶体混合后，形成KCL饱和溶液，银
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氯化银电极浸泡在KCL饱和溶液中，使得银
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氯化银电极上形成一个稳定的自然腐蚀电位；电极引出导线通过电压表与同在一个电解液环境下的待测金属物电连接，即得到待测金属物与参比电极之间的电位差。从参比电极的工作原理可知，需要确保电极内部空间内，始终存在一定量的未溶解的KCL晶体，这样才能确保银
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氯化银电极始终是浸泡在KCL饱和溶液中，从而保证参比电极的电位始终处于稳定状态。铜
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硫酸铜参比电极的工作原理相类似，把KCL晶体换成了硫酸铜晶体，内部电极换为纯铜。
[0003]参比电极的壳体底部通孔内嵌入了微米级的多孔陶瓷材料，作为参比电极内、外电解质的离子电通道。虽然内部盐类溶液和未溶解的盐类固体，被底部的多孔材料隔离在壳体内腔中，但多孔材料的孔径达到了微米级别，具备良好的渗透效应。内部盐类溶液和盐类固体会通过多孔材料逐步渗漏到参比电极外部，形成了良好通畅的离子通道，此时的多孔材料变为一个盐桥。但如果渗漏量达到一定程度后，就会使得参比电极内部盐类溶液不再是饱和溶液，此时参比电极就都无法保证测量数据准确性。因此必须每隔一段使用时间后，就需要检查在现场工作的参比电极，看其内部的盐类固体是否还有存留。但对于投放至海洋环境或深埋于地下的参比电极，检查、维护工作显然就变得非常困难，通常只能被动地通过参比电极的理论误差进行修正，直至参比电极失效。
[0004]此外当参比电极工作的电解液环境中，存在有直流或交流的杂散电流干扰、或附近存在强的交流电路时，参比电极内部电极就会受到极大的干扰，电位会发生较大的偏移，此时的所测数据也就丧失了意义。
[0005]名词解释：平板陶瓷反渗透膜。传统的反渗透膜一般采用高分子材料制成，为有机膜，使用中要求不能有让其发生化学反应的酸碱盐，使用场景比较有限。平板陶瓷反渗透膜为无机膜，是以氧化铝、氧化锆、氧化硅等原料，经一系列特殊工艺制作而成的、具有多孔结构的固气分离材料，具有化学稳定性好、耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强、分离精度高、机械强度大、易再生、使用寿命长等有机膜无法比拟的优点，可以使参比电极进一步应用于污
水处理和电镀等苛刻环境。其过滤精度涵盖微滤、超滤甚至纳滤，其过滤孔径可根据可滤介质的不同在10纳米到10微米可调，孔径分布窄，并且膜表面可用不同的材料进行修饰，增加过滤精度以及过滤通量。平板陶瓷反渗透膜的结构，包括一个孔径最低可达到纳米级、且孔径大小较为平均的精滤膜，和一个孔径较大、主要用于增加精滤膜强度、增加精滤膜使用寿命的基板层，该基板层也是基于多孔陶瓷材料制作。
[0006]名词解释：法拉第笼。法拉第笼(Faraday Cage)是一个由金属或者良导体形成的笼子，以电磁学的奠基人、英国物理学家迈克尔
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法拉第的姓氏命名的一种用于演示等电势、静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。法拉第笼首先具备静电屏蔽功能。静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。外屏蔽是指外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体，在静电平衡时，如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷，此时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽。但如果外壳也接地，即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
[0007]法拉第笼在实际应用中还须注意：(1)用金属纱网代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果，但用金属纱网的屏蔽效果并不是完全彻底的。(2)在静电平衡时，接地线中是无电荷流动的，但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化，或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化，就会使接地线中有电流。屏蔽罩也可能出现剩余电荷，这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。
[0008]名词解释：外加电源式阳极。外接电源阳极，其保护电流的形成驱动力，来自于恒电位仪的输出，使用时阳极接到恒电位仪的正极，恒电位仪的负极接在被保护的阴极上，阴极通过工作中的电解质溶液，从阳极处获得保护电流。优点：需要较大的电流场合，特别是裸露的或涂层较差的结构物的防护；所有导电的电解质溶液内；用于水箱里的大型热交换器、油加热处理器和其他容器的保护；储水罐的内壁。缺点：阳极所散发出来的保护电流，也同时成为附近其他金属体的直流杂散电流干扰的源头，会造成这些金属体出现快速腐蚀的现象。

技术实现思路

[0009]本技术旨在克服上述现有技术至少一项的不足，提供一种用于电化学领域的壳体，以及基于该壳体组成的新型参比电极，用于解决现有的参比电极，其内部电解质溶液渗漏过快、导致寿命短的问题，从而达到延长参比电极使用寿命的效果；并解决当参比电极工作的电解液环境中存在有交、直流杂散电流干扰时，或参比电极附近存在强的交流电磁干扰时，参比电极的电位会发生变化，导致所测数据即丧失了意义的问题。以及基于该壳体组成的新型外加电源式的阳极系统，解决现有外加电源式阳极系统，会对附近的其他金属体造成快速腐蚀的问题。
[0010]本技术提出一种用于电化学领域的壳体，壳体内部具有容纳腔，壳体表面设有第一通孔。所述第一通孔内填充有反渗透层和防电磁层；所述壳体表面覆盖有金属层。
[0011]所述新型参比电极采用上述外壳，包括参比电极和参比电极所配属的电解质溶液，参比电极和电解质溶液均布置在所述壳体的容纳腔中；参比电极一端浸入电解质溶液
中，参比电极另一端从壳体处用导线引出。
[0012]所述壳体第一通孔内的填充材料，分反渗透层和防电磁层两个部分。
[0013]所述反渗透层采用与平板陶瓷反渗透膜相同的材料和结构，其结构包括精滤层和基板层。根据实际任务的不同，其精滤层的过滤孔径可选用大小不同的、合适实际工作需求的数值。在首先保证了内、外部的电解质溶液仍可以通过反渗透层有充分的接触、盐桥作用不会被破坏、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电化学领域的壳体，壳体内部具有容纳腔，壳体设有第一通孔，其特征在于，所述第一通孔内填充有反渗透层和防电磁层；所述壳体表面覆盖有金属层。2.根据权利要求1所述的一种用于电化学领域的壳体，其特征在于，所述反渗透层采用平板陶瓷反渗透膜材料，包括具有支撑作用的基板层和纳米级孔径的精滤层。3.根据权利要求1所述的一种用于电化学领域的壳体，其特征在于，所述反渗透层采用固体电解质材料或有机反渗透膜。4.根据权利要求1所述的一种用于电化学领域的壳体，其特征在于，所述防电磁层包括若干层电磁屏蔽层和若干层绝缘层；若干层绝缘层分布在两个电磁屏蔽层之间。5.根据权利要求4所述的一种用于电化学领域的壳体，其特征在于，所述电磁屏蔽层采用多层金属网叠加组成；所述绝缘层采用多孔非导电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴莉，
申请(专利权)人：张兴莉，
类型：新型
国别省市：