[發明專利]一種減少陰極表面結垢的方法

在審

• 申請號: 202010795871.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112062227A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 成少安
• 申請（專利權）人: 杭州潔安環保科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/46
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 沈相權

本發明涉及一種去垢方法，尤其涉及一種減少陰極表面結垢的方法，屬于材料制備、環境和水處理技術領域。在陰極材料表面涂覆含有納米或微米有機物粒子的乳液，在陰極表面形成親水或憎水的納米顆粒結構層，減少在電解過程中陰極表面的結垢。表現出比傳統電極更優的電極穩定性。

技術領域

本發明涉及一種去垢方法，尤其涉及一種減少陰極表面結垢的方法，屬于材料制備、環境和水處理技術領域。

背景技術

人類生產生活過程中產生大量含有復雜、穩定、高毒性的難降解有機污染物，這類廢水需要有效處理，否則，對生態環境和人類健康造成巨大威脅。

電化學高級氧化技術通過在陽極表面催化劑作用下氧化水分子形成具有強氧化性的羥基自由基(OH·)，由于羥基自由基的氧化電位達到了2.8eV，幾乎能與環境中各種難降解有機污染物發生反應，是一種高效的水處理技術。電化學高級氧化具有反應條件溫和、不需要添加化學藥品、反應器結構緊湊占地面積小，操作簡單，易于擴大化等優點，被認為在處理難降解有機廢水領域具有廣闊的應用前景。

在電化學高級氧化處理廢水過程中，通常陽極上發生水的氧化反應產生羥基自由基等活性物質，羥基自由基等活性物質氧化水中的污染物，而在陰極上發生析氫反應。電化學高級氧化技術處理廢水的效率既與陽極性能有關，也與陰極性能有關。陰極材料通常采用不銹鋼板或鈦板。在實際廢水處理過程中，廢水中鈣鎂離子會以碳酸鹽等沉積在陰極材料表面，使陰極析氫過電位增加，造成處理能耗增加，嚴重時造成系統不能正常工作。這時，系統需要清理電極表面的沉積物。目前，清理電極表面沉積物的方法主要有酸洗和電極反極兩種。這兩種方法雖然能有效去除電極表面的沉積物，但需要處理系統停止工作，且可能造成二次污染。因此，減少陰極結垢是降低運行工藝復雜性和運行成本的最佳選擇。

發明內容

本發明主要是解決現有技術中存在的不足，提供一種陰極因運行過程中結垢嚴重影響電化學高級氧化技術的工作效率和需要定期清除結垢的一種減少陰極表面結垢的方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種減少陰極表面結垢的方法，按以下步驟進行：

在陰極材料表面涂覆含有納米或微米有機物粒子的乳液，在陰極表面形成親水或憎水的納米顆粒結構層，減少在電解過程中陰極表面的結垢；

由下述步驟實現的：

一、配制含有0.05～5％納米或微米顆粒的乳液；

二、陰極片先在80℃40wt％的NaOH溶液里浸泡30min，用水清洗后，再用酒精或丙酮清洗表面，然后將上述乳液涂覆在陰極表面，最后在室溫下干燥30分鐘；

三、將步驟二中涂覆納米或微米顆粒的陰極片放入加熱爐中，在60～360℃空氣氣氛下加熱10～30分鐘。

作為優選，步驟一中：納米或微米顆粒物質為聚四氟乙烯和全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物其中的一種；

聚四氟乙烯乳液的配制：取3.3～330μL的60％聚四氟乙烯乳液加入到96.7～100mL去離子水中，顆粒大小為1μm～200nm，混合均勻后制得重量百分數為0.05～5％聚四氟乙烯乳液；

全氟磺酸聚四氟乙烯乳液的配制：取1mL～10mL的5％全氟磺酸聚四氟乙烯乳液加入到90mL～99mL去離子水中，顆粒大小為1μm～200nm，混合均勻后制得重量百分數為0.05％～5％全氟磺酸聚四氟乙烯乳液。

作為優選，步驟一中：納米或微米顆粒物質的顆粒大小為1μm～200nm。

作為優選，步驟一中：納米或微米顆粒物質的濃度為0.05～5％重量百分數，用去離子水稀釋配制。