[發明專利]一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置及方法

在審

• 申請號: 201810394116.6
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108383213A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 戴雪飛
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

本發明公開了一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置，包括直流電源系統，所述直流電源系統輸出端設有滑動變阻器，所述滑動變阻器輸出端設有周期轉向控制器，所述周期轉向變速器底部設有頂板，所述頂板底部設有電解電極，所述電解電極內部嵌設有石墨烯電芯，所述電解電極底部設有電解池，所述電解池內設有電解液，所述電解池兩側設有支撐桿，所述支撐桿底端設有底板。本發明通過利用周期轉向控制器對工作電路進行通電—斷開—轉向通電—斷開循環操作，同時對電解液的pH值和電導率進行調節，使電極產生析氫，可有效地消除復合電極極板鈍化，去除復合石墨電極附著的聚合物。

技術領域

本發明涉及石墨技術領域，特別涉及一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置及方法。

背景技術

電化學電解水處理技術的基本原理是通過外加電場的作用，在特定的電化學反應器中，通過化學反應、電化學過程或物理過程，通常產生羥基自由基(·OH)、臭氧(03)、過氧化氫(H202)、次氯酸根(ClO-)、氯氣(Cl2)或原子氧等強氧化劑，進而對廢水中的污染物進行降解，電化學電解技術是一種高級氧化技術。電化學電解處理方法作為一種“環境友好技術”已經在一些難生化降解污染物處理中得到廣泛的研究和應用。作為清潔處理工藝，電化學電解法具有高度的靈活性，既可單獨應用，又可與其他處理方法相結合。

80年代以來，人們已對電化學電解技術處理難降解有機物進行了廣泛的研究，已被實驗證明是最有效的手段，其中電極催化特性、電極結構與電化學反應器結構等操作條件是影響電化學氧化效率的重要因素。直接電氧化通常采用較大的電流密度，如大于100A/m2，電極不宜附著污染物。而電氧化還原轉化通常采用較低的電流密度時，如小于100A/m2，常有聚合物附著在電極表面，影響電解效率。另外，隨著電解的進行，電解附近的物料不斷消耗，電流或電壓將不斷上升，產生濃差極化現象造成耗電增大。工業上常采用強制湍流或加強攪拌進行消除，但還要消耗能源。如何消除電極污染，降低濃差極化，提高電解效率，降低電解能耗、易于工業化實施是電化學電解技術應用于水處理的難點和重點。

因此，發明一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置及方法來解決上述問題很有必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置及方法，通過利用周期轉向控制器對工作電路進行通電—斷開—轉向通電—斷開循環操作，同時對電解液的pH值和電導率進行調節，使電極產生析氫以解決上合電極極板鈍化、石墨電極聚合物過多影響電解效率和電解能耗的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種可自清潔復合的石墨電極電解氧化還原裝置，包括直流電源系統，所述直流電源系統輸出端設有滑動變阻器，所述滑動變阻器輸出端設有周期轉向控制器，所述周期轉向變速器底部設有頂板，所述頂板底部設有電解電極，所述電解電極內部嵌設有石墨烯電芯，所述電解電極底部設有電解池，所述電解池內設有電解液，所述電解池兩側設有支撐桿，所述支撐桿底端設有底板。

優選的，所述直流電源系統與滑動變阻器采用銅芯導線連接，所述直流電源系統、滑動變阻器和周期轉向控制器串聯，所述滑動變阻器固定設置于底板的頂部，所述支撐桿頂端與頂板固定連接以及底端與底板固定連接。

優選的，所述電解電極的數量設置為兩個，所述電解電極底端浸泡于電解液內，所述石墨烯電芯長度大于電解電極長度，所述石墨烯電芯的直徑為電解電極直徑的三分之一，所述電解電極為不銹鋼或者鈦鋼材料。

優選的，所述電解液為碳酸丙烯酯和水的混合物，所述電解液的密度為1.24-1.3g/cm3，電導率大于0.2S/m，調節pH值為5-11。

優選的，所述周期轉向控制器的轉向周期為80-200秒，斷開時間與通電的時間隨著電解電極的工作時間進行調整，比例為1:3，在通電進行電解氧化還原反應時其電流密度為10-200A/㎡。

優選的，所述電解液的電導率和pH值均可進行調節。