[發明專利]富氫水電極及其制備方法以及富氫水電解電極裝置

在審

• 申請號: 201710894091.1
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107640808A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 李明;孫梓宸;趙澤楠
• 申請（專利權）人: 杭州三滴水科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C25B11/04;C22C14/00
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務所(普通合伙)33254
• 代理人: 張驍敏

1.富氫水電極，其特征在于，它包括基材和電鍍層，所述的基材為鈦合金，該鈦合金包括Ti元素、Mo元素、Al元素、Nb元素、Si元素、微量元素及大量元素，它們的質量百分比如下：Mo為13％-17％、Al為2％-4％、Nb為2.0％-3.5％、Si為0.1％-0.3％、大量元素為0.03％-0.3％、微量元素為0.1％-0.8％，余量為Ti。

2.根據權利要求1所述的富氫水電極，其特征在于，所述的微量元素為Fe及Cr，大量元素為C、N、H及O，所述的鈦合金的各元素質量百分比為：Mo為14％-16％、Al為2.5％-3.5％、Nb為2.2％-3.2％、Si為0.15％-0.25％、Fe為0.1％-0.4％、C為0.01％-0.05％、N為0.01％-0.05％、H為0.001％-0.015％、O為0.1％-0.17％、Cr為0.1％-0.4％及Ti為75.96％-80.83％。

3.根據權利要求1所述的富氫水電極，其特征在于，所述的電鍍層為鉑族金屬鍍層。

4.根據權利要求1所述的富氫水電極，其特征在于，所述的電鍍層為鉑鍍層。

5.根據權利要求1所述的富氫水電極，其特征在于，所述的電鍍層的厚度為1um-30um。

6.一種如權利要求1-5中任意一項所述的富氫水電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1鈦合金基材的制備取Ti金屬并將Ti金屬加熱至800℃-900℃維持大于4min；按照上述比例依次添加成分；各成分添加完成后進行400℃-600℃維持8h-24h的熱處理；自然降溫至200℃-300℃維持2h-10h進行退火處理后得到鈦合金基材；通過機械加工獲得鈦合金基材。

步驟2打磨以800r/min-1200r/min速度使用800#砂輪對上述鈦合金基材進行打磨至各面平整；提高轉速至4000r/min-6000r/min使用2000#-3000#砂輪進行打磨至鈦合金基材各面光滑，打磨過程中用滾光液對打磨面持續進行滾光。

步驟3化學去油用十二烷基磺酸鈉在30℃-40℃的條件下對基材表面進行油污去除，處理時長3min-10min。

步驟4浸洗對上述基材進行熱水洗后再冷水洗。

步驟5浸泡基材浸洗完以后，將該基材放入質量百分濃度為10％-15％的丙酮溶液中浸泡20s-60s。

步驟6沖洗對經過丙酮浸泡過的基材依次進行熱水洗及冷水洗，去除基材表面的殘余丙酮。

步驟7粗化用粗化液對去除殘留丙酮的基材進行粗化處理，粗化處理時間為20s-40s，粗化結束后再冷水洗。

步驟8活化用活化液對粗化后的基材進行活化處理，活化處理時間為30s-60s。

步驟9浸泡使用質量百分比為1％-6％的碳酸鈉中和液對活化處理后的基材浸泡10s-20s，浸泡結束后對基材進行熱水洗10s-20s。

步驟10電鍍將經碳酸鈉中和液浸泡過并熱水洗的基材放入羥基鉑酸鹽(Na2Pt(0H)6)進行鍍鉑，基材鍍好鉑后進行熱水洗和冷水洗。

步驟11烘干將鍍好鉑的基材放入烘箱烘干，烘干溫度為60℃-100℃，烘干時間為1min-2min，獲得富氫水電極。

7.應用權利要求1所述的富氫水電極的富氫水電解電極裝置，其特征在于，它包括上固定蓋、下固定蓋及電解電極，上固定蓋和下固定蓋通過固定件固定蓋合在一起，上固定蓋上設置有開口，上固定蓋和下固定蓋之間形成電解電極的容置腔，所述的電解電極包括陽電極和陰電極，陽電極和陰電極為上述的富氫水電極用于電解制氫，陰電極靠近下固定蓋，陽電極靠近下固定蓋，陽電極和陰電極形成電解區，陰電極和陽電極之間設置有離子膜，所述的離子膜將陰電極和陽電極隔開形成陰極區和陽極區，下固定蓋上設置有單向排氣閥。

8.根據權利要求7所述的富氫水電解電極裝置，其特征在于，所述的下固定蓋面向陽電極一側中部設置有凹槽，凹槽內設置有若干支撐塊。

9.根據權利要求7或8所述的富氫水電解電極裝置，其特征在于，所述的陽電極和陰電極上均設置有若干細孔。