[發(fā)明專利]一種用于間接電化學(xué)還原染色的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210156525.5
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102733208A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊杰;方娜;徐棚棚;吳玲玲;王樂;孟周琪;申權(quán);高翠翠;俞丹;王煒
• 申請（專利權(quán)）人: 三元控股集團有限公司
• 主分類號: D06P5/20
• 分類號: D06P5/20;D06P1/22;D06P3/60
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)保型染色設(shè)備，尤其是涉及一種用于間接電化學(xué)還原染色的設(shè)備。

背景技術(shù)

還原染料是一類性能優(yōu)良的染料，具有色光鮮艷，色譜齊全，染色效果牢度優(yōu)良，尤其是耐曬牢度高，但其傳統(tǒng)的染色方法中采用保險粉作為還原劑，使其染色過程中產(chǎn)生了硫化氫、亞硫酸鈉等對環(huán)境極其有害的副產(chǎn)物。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，急需一種開展環(huán)境友好的新型染色方法和工藝的研究。

為了避免化學(xué)還原劑的使用和副產(chǎn)物的形成，從而消除還原染料廢水，國內(nèi)外正在大力開展環(huán)境友好的新型染色方法和工藝的研究。包括選用環(huán)保型的還原劑來取代保險粉使用，例如羥基丙酮、鐵（Ⅱ）絡(luò)合物等。

電化學(xué)染色技術(shù)反應(yīng)條件溫和、氧化還原電位可控、還原劑可再生、消耗化學(xué)品和水少、廢水排放少，正成為還原染料染色方法中最具有吸引力的新方法。1807年，Grotthus首次發(fā)現(xiàn)電流可以還原靛藍，開創(chuàng)了電化學(xué)染色技術(shù)的先河。但是，直到最近的20年，澳大利亞的BechtoldThomas課題組和瑞士AlbertRoessler才開始對這門技術(shù)進行深入的研究。電化學(xué)還原染色方法有三種：直接電化學(xué)還原、間接電化學(xué)還原和電催化氫化。

直接電化學(xué)還原由于電子是在兩種固體間直接轉(zhuǎn)移，因此，實驗中電流的效率很低（低于20%），還原速率很慢。而且，體系中形成的染料隱色體不穩(wěn)定，影響染色織物的色澤。

電催化氫化方法還原染料，最大的優(yōu)點是不需要化學(xué)還原劑，沒有廢水排放。但還原染料大多是不溶于水的固體顆粒，因此，染料與電極、催化劑的接觸效果差。另外一個問題是催化劑的壽命和選擇性，目前研究的貴金屬催化劑Pt、Pd價格高、壽命短，RaneyNi催化劑活性較低，使得染料的轉(zhuǎn)化率不高。由于存在析氫副反應(yīng)，對催化劑的選擇性提出很高的要求，目前電流效率太低，還不能滿足實際要求。

目前最有潛力取代保險粉的環(huán)保型染色方法為間接電化學(xué)還原染色方法。但是目前國內(nèi)對其研究主要集中在媒介體系上，包括三乙醇胺、葡萄糖與酒石酸為配體的媒介體系，雖然這些體系的已有了良好的染色效果，但是電子轉(zhuǎn)移效率不高，電解還原時間過長，電流效率低，阻礙了在工廠當(dāng)中的實際應(yīng)用。亟待開發(fā)一種新型的染色設(shè)備來提高電化學(xué)還原染色效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種用于間接電化學(xué)還原染色的設(shè)備，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的染色時電子轉(zhuǎn)移效率不高，電解還原時間過長，電流效率低，阻礙了在工廠當(dāng)中的實際應(yīng)用等的技術(shù)問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明的一種用于間接電化學(xué)還原染色的設(shè)備，包括電解槽，所述的電解槽包括有橫切面為正六邊形的陰極槽，陰極槽相對的兩邊各設(shè)有一個陽極槽，陰極槽與陽極槽之間設(shè)有通孔，陰極槽內(nèi)插接有多根陰極板，陰極板呈螺旋形排列，陰極板上端固定在一個環(huán)形體上，陽極槽內(nèi)插接有陽極板，陰極板與陽極板之間設(shè)有隔離膜，陰極板與陽極板分別通過導(dǎo)線與外接電源相連接。陰極板呈螺旋形排列，即陰極板與環(huán)形體存在一定的夾角。陰極板成螺旋型及電解槽成六邊形這有助于電解液在強力攪拌下在電解槽中形成湍流，強力攪拌轉(zhuǎn)速較大時電解液不會溢出電解槽。提高攪拌速率可以提高電子轉(zhuǎn)移效率。陽極槽位于陰極槽對稱兩端有助于平均分布電流，使電解液電解均勻。本發(fā)明所制作的多陰極雙陽極電解槽有效提高電子轉(zhuǎn)移效率50%，較普通電解槽算短電解還原時間45%。

作為優(yōu)選，所述的陰極板組成的圈的中間設(shè)有強力攪拌器或磁力攪拌器攪拌。強力攪拌及磁力攪拌可提高溶解接觸電子效率，提高媒介體系還原能力。強力攪拌器轉(zhuǎn)速在300-2000r/min。

作為優(yōu)選，所述的陰極槽底部設(shè)有加熱圈，可以加速染色。

作為優(yōu)選，所述的電解槽材料為聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯板或石英玻璃。這些材料具有良好的耐腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性，避免強堿性電解液對電解槽造成損傷及減少副反應(yīng)的發(fā)生。

作為優(yōu)選，所述的電解槽材料為石英玻璃。石英玻璃具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，所述的陽極板為金屬板或非金屬導(dǎo)電材質(zhì)面板。

作為優(yōu)選，所述的陰極板為銅板、不銹鋼板或石墨板。石墨、銅板作為電極導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能好、具有較好的耐蝕性、價廉、易得，并且其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在常溫下與各種氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將其應(yīng)用于草酸和葡萄糖絡(luò)合體系的電化學(xué)染色工藝中效果顯著。

作為優(yōu)選，所述的隔離膜為全氟磺酸膜。全氟磺酸膜只允許質(zhì)子通過，既滿足了陽極與陰極電子的轉(zhuǎn)移又避免二價鐵離子進入陽極而重新被氧化。作為優(yōu)選，所述的外接電源輸出電壓為直流1—10V。