專利名稱：一種塑料濾網(wǎng)鍍膜電極及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在多孔非導(dǎo)體上鍍覆導(dǎo)電物質(zhì)制備電極及其制法。
隨著人類對(duì)環(huán)境、能源和資源的日益重視，有機(jī)電化學(xué)合成作為一種新的、有效的合成方法受到了人們的高度重視。有機(jī)電化學(xué)反應(yīng)與一般的化學(xué)反應(yīng)相比，具有反應(yīng)有一定的選擇性和特異性、無需加入氧化劑和還原劑、反應(yīng)條件溫和以及三廢少等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行有機(jī)電化學(xué)反應(yīng)，需由陽極和陰極組成反應(yīng)器。陽極由于易受腐蝕和需高析氧超電位，因而適合作陽極的材料是很有限的。目前用得較多的陽極材料是鉑、石墨和二氧化鉛。鉑電極具有很高的析氧超電位且耐腐蝕，但其價(jià)格昂貴，不宜廣泛使用；石墨電極在電解過程中容易脫落；而二氧化鉛電極耐大多數(shù)的強(qiáng)酸和氧化劑的腐蝕，且具有與鉑電極相近的析氧超電位，材料價(jià)格低廉，但由于二氧化鉛機(jī)械強(qiáng)度差，不宜單獨(dú)使用，用作電極時(shí)一般需鍍于其它基體上。人們一般將二氧化鉛鍍于鐵、鎳和鈦等導(dǎo)電基體上制作各種棒型和平板型二氧化鉛電極，這兩種形態(tài)的電極具有比表面低、電解液不能透過電極等缺點(diǎn)。將二氧化鉛鍍于非導(dǎo)電基體上如陶瓷、塑料表面制作二氧化鉛電極也有報(bào)道(電鍍與環(huán)保，1995,15(3):20)，但這些電極仍屬于棒型或平板型電極，沒有克服其上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明提供多孔塑料濾網(wǎng)鍍二氧化鉛膜電極及其制法，該電極可以克服棒型和平板型二氧化鉛電極的上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明所述的電極是用一種具有多孔結(jié)構(gòu)的塑料濾網(wǎng)(這種塑料可以是聚酰胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯)為基體，經(jīng)過去油、粗化等預(yù)處理后，通過化學(xué)鍍和電鍍步驟鍍覆二氧化鉛制備而成。具體制備方法包括1)塑料基體的預(yù)處理首先用NaOH(4-10％，重量比)和Na2CO3(2-8％，重量比)的混和溶液在40-60℃條件下進(jìn)行20-30分鐘去油處理，然后用丙酮溶液(10-30％，體積比)在室溫下浸泡15-30分鐘，最后根據(jù)不同的基體材料選擇不同的粗化液在相應(yīng)條件下粗化。2)化學(xué)鍍二氧化鉛化學(xué)鍍液配方甲液(NH4)2S2O80.1-1.0M乙液NH4Ac 0.5-2.5MPb(NO3)20.05-0.5M混和甲液和乙液，置入預(yù)處理后的塑料濾網(wǎng)基體，將pH調(diào)至6-8，在20-30℃條件下進(jìn)行化學(xué)鍍。以此法鍍兩次，每次4-5小時(shí)。3)電鍍二氧化鉛電鍍液配方Pb(NO3)25-40％(重量比)Cu(NO3)2·3H2O 1.0-10.0％(重量比)以已化學(xué)鍍二氧化鉛的塑料濾網(wǎng)基體為陽極，銅片為陰極。電流密度為10-30mA/cm2，溫度20-70℃，電鍍時(shí)間為20-60分鐘。
本發(fā)明所提供的塑料濾網(wǎng)鍍二氧化鉛膜電極與棒型和平板型二氧化鉛電極相比，具有能提高電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)效率和時(shí)空產(chǎn)率、降低能耗的優(yōu)點(diǎn)。分別以這種二氧化鉛膜電極和鈦基體鍍二氧化鉛電極為陽極，不銹鋼網(wǎng)為陰極構(gòu)成兩種電解反應(yīng)器，在0.05M H2SO4介質(zhì)中電解氧化濃度為915mg/L的苯酚溶液，在維持相同電流密度的情況下，前者的能耗只是后者的70％，而電流效率提高了20％。另外，我們還以這兩種電解反應(yīng)器電解處理造紙廢液，前者能使造紙廢液顯著脫色，脫色率可達(dá)97.5％，廢液顏色可接近無色透明，電解后廢液中污染物木質(zhì)素磺酸鹽的芳香環(huán)絕大部分發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)，而相同條件下后者很難使廢液脫色和木質(zhì)素磺酸鹽的芳香環(huán)開環(huán)，因而本發(fā)明所提供的二氧化鉛膜電極在解決造紙廢液的污染和利用問題方面具有較好的應(yīng)用前景。
實(shí)施例實(shí)施例1-以聚酰胺塑料濾網(wǎng)為基體制備二氧化鉛膜電極1)基體的預(yù)處理粗化液配方K2Cr2O715g/LH2SO4(比重為1.84) 300mL/L首先用NaOH(4％，重量比)和NaCO3(2％，重量比)的混和溶液在40℃條件下進(jìn)行20分鐘去油處理，然后用丙酮溶液(20％，體積比)在室溫下浸泡15分鐘，最后在30℃條件下用粗化液粗化1分鐘。2)化學(xué)鍍二氧化鉛化學(xué)鍍液配方甲液(NH4)2S2O80.2M乙液 NH4Ac 1.0MPb(NO3)20.1M混和等體積甲液和乙液，置入預(yù)處理后的塑料濾網(wǎng)基體，用氨水將pH調(diào)至7，在30℃條件下進(jìn)行化學(xué)鍍。以此法鍍兩次，每次4小時(shí)。3)電鍍二氧化鉛電鍍液配方Pb(NO3)215％(重量比)Cu(NO3)2·3H2O 1.5％(重量比)以已化學(xué)鍍二氧化鉛的塑料濾網(wǎng)基體為陽極，銅片為陰極。電流密度為12mA/cm2，溫度為40℃，電鍍時(shí)間為40分鐘。過程中電磁攪拌。實(shí)施例2-以聚丙烯塑料濾網(wǎng)為基體制備二氧化鉛膜電極1)基體的預(yù)處理粗化液配方 K2Cr2O710g/LH2SO4(比重為1.84) 80％(重量比)首先用NaOH(4％，重量比)和NaCO3(2％，重量比)的混和溶液在40℃條件下進(jìn)行20分鐘去油處理，然后用丙酮溶液(20％，體積比)在室溫下浸泡15分鐘，最后在45℃條件下用粗化液粗化20分鐘。2)化學(xué)鍍二氧化鉛化學(xué)鍍液配方 甲液(NH4)2S2O80.1M乙液 NH4Ac1.0MPb(NO3)20.05M混和等體積甲液和乙液，置入預(yù)處理后的塑料濾網(wǎng)基體，用氨水將pH調(diào)至8，在30℃條件下進(jìn)行化學(xué)鍍。以此法鍍兩次，每次4.5小時(shí)。3)電鍍二氧化鉛同實(shí)施例1中第3)步。
權(quán)利要求
1．一種塑料濾網(wǎng)鍍膜電極的制備，該電極的構(gòu)成是在非導(dǎo)體上鍍覆導(dǎo)電物質(zhì)，其特征在于該電極是在具有多孔結(jié)構(gòu)的塑料濾網(wǎng)基體上鍍覆二氧化鉛。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所說的塑料濾網(wǎng)，其特征在于材料可以是聚酰胺、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯。
3．一種專門制造權(quán)利要求1中所述的電極的方法，包括塑料基體的預(yù)處理、化學(xué)鍍和電鍍步驟，其特征在于相同化學(xué)鍍液條件下，控制化學(xué)鍍液的pH值為6-8，化學(xué)鍍溫度為20-30℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及在非導(dǎo)體上鍍覆導(dǎo)電物質(zhì)制備電極及其制法。二氧化鉛鍍于非導(dǎo)電基體上制備二氧化鉛電極,這種電極具有價(jià)格低廉、耐強(qiáng)酸和氧化劑腐蝕的優(yōu)點(diǎn),但現(xiàn)有技術(shù)中,這種電極由于非導(dǎo)體基體呈棒型或平板型而存在比表面低、電解液不能透過電極等缺點(diǎn)。本發(fā)明提供一種克服上述缺點(diǎn)的塑料濾網(wǎng)鍍二氧化鉛膜電極及其制法,與棒型和平板型二氧化鉛電極相比,該電極具有能提高電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)效率和時(shí)空產(chǎn)率、降低能耗的優(yōu)點(diǎn),并且在解決造紙廢液的污染和利用問題方面具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C25B11/00GK1221046SQ98113390
公開日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月27日
發(fā)明者李偉平, 張敏, 李業(yè)琛, 韋漢道 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所