[發明專利]共陰極超聲電化學裝置

有效

• 申請號: 201711434340.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108048864B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 吳曉歌;劉俊利;侯建華
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C25B11/02
• 分類號: C25B11/02;C25B9/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種共陰極超聲電化學裝置，包括電解槽、陰極板、陽極板、超聲換能器、超聲電源、直流電源，電解槽內設置有陰極板與陽極板，陰極板與陽極板間隔一定的距離，陰極板的一側固定設置有超聲換能器，超聲換能器設置在密封蓋與陰極板之間，密封蓋覆蓋在超聲換能器上并與陰極板密封為一體；超聲換能器由前蓋板、中心電極、后蓋板、第一壓電晶片、第二壓電晶片組成；超聲換能器與超聲電源連接，超聲電源與直流電源連接。本發明加速液相質量轉遞，加快反應速率，增強電化學發光，改變電化學反應產率等作用，更好的發揮超聲電化學的效能。

技術領域

本發明涉及高級氧化化學技術領域，具體涉及一種共陰極超聲電化學裝置。

背景技術

近年來超聲電化學的研究發展很快.超聲與電化學的結合具有許多潛在的優點,這些優點包括電極表面的清洗和除氣、電極表面的去鈍化、電極表面的侵蝕; 加速液相質量轉遞; 加快反應速率; 增強電化學發光 ; 改變電合成反應的產率等（張成孝.超聲電化學及其研究進展[J]. 陜西師范大學學報(自然科學版)，2001,29（2）：103-109）。

目前，超聲電化學反應器大體可分為超聲浴槽和探針系統兩種類型,兩種裝置各有特點（程敬泉 , 姚素薇. 超聲波在電化學中的應用[J]. 電鍍與精飾，2005,27（1）：17-19）。

利用超聲浴槽構建的超聲電化學反應器，主要是將超聲換能器貼合于內置有陽極板（+極）和陰極板（-極）的電解槽的底部構建而成的。如：西安建筑科技大的洪濤等發明的利用超聲電化學制備過一硫酸的方法（專利申請號: 2010145135.9）在電解槽中置有純鉑的陽極和鉛板的陰極,并由磺酸基陰離子選擇膜分隔陰陽極,電解槽底部加入超聲波。該方法比常規高濃度合成法制備過一硫酸的方法具有方法簡便、減少能耗、縮短反應時間和生成氧化劑活性較高等特點。

利用超聲探針系統的超聲電化學反應器，主要是將利用超聲探針（超聲頭）插入電解槽中的陽極板（+極）和陰極板（-極）之間構建而成的。如：同濟大學的趙國華等發明的一種處理廢水的超聲電化學裝置及方法（專利申請號: 200710047061.3）利用超聲波促進有機污染物的傳質過程，同時控制污染物在陽極電極上的吸附量，保持電極的活性，加快電化學氧化反應速率。

雖然上述文獻和專利以及類似的技術、專利、方法實現了超聲電化學的協同作用的過程，提高了反應效率，但技術仍存在缺陷和不足：

首先，根據電解的基本原理電化學裝置的構成主要有直流電源、電極（陰陽極）電解質溶液（或熔融電解質），而現有的超聲電化學裝置無論是超聲浴槽式的還是插入超聲頭式的電解槽所構成的超聲電化學反應器，都在電解槽中的陽極板（+極）和陰極板（-極）之間引入了一由超聲頭或位于電解槽的底部的超聲輻射板新的電極（以下簡稱聲極），這一由能有效傳導超聲的金屬或其他導電/導聲材料構成的聲極通常是接地的，即陰極接地，以確保電氣設備的使用安全。聲極的接入事實上改變了電解槽中電場狀況，使得電化學的反應動力學條件發生變化，有可能影響電解槽的反應結果。

其次，由于電解槽中電化學和超聲空化的作用，聲極的材料難以避免的受到腐蝕，造成電解液反應特性的改變，影響反應的結果。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種共陰極超聲電化學裝置。

本發明的技術方案為：一種共陰極超聲電化學裝置，包括電解槽、陰極板、陽極板、超聲換能器、超聲電源、直流電源，電解槽內設置有陰極板與陽極板，陰極板與陽極板間隔一定的距離，陰極板的一側固定設置有超聲換能器，超聲換能器設置在密封蓋與陰極板之間，密封蓋覆蓋在超聲換能器上并與陰極板密封為一體；超聲換能器由前蓋板、中心電極、后蓋板、第一壓電晶片、第二壓電晶片組成；超聲換能器與超聲電源連接，超聲電源與直流電源連接。

進一步地，所述陰極板與超聲換能器的前蓋板連接形成共陰極。