一种可拆卸更换式复合阴极的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及被重金属或有机物污染的水体、土壤的修复技术领域，具体的说是一种可拆卸更换式复合阴极(发明人命名:C0MB0P0，以下相同)。
【背景技术】
[0002]目前，阴极材料用于被重金属或有机物污染的水体、土壤修复存在三个问题:1、当阴极材料用于被重金属或有机物污染的水体、土壤修复时，由于环境条件比较恶劣，阴极容易损坏。2、当阴极材料达到饱和时，需要不断更换复合阴极附近的材料，以便去除在系统运行过程中产生的污染物质。3、由于阴极材料的使用量大，为了降低成本，需要复合阴极材料价格低廉或可回收利用，不产生二次污染。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是想提供一种可拆卸更换式复合阴极，一是为了克服电极表面容易老化而影响寿命和使用；二是为了将复合阴极附近的碱性区移植到电极内部，使得的电极功能多样化;三是为了加强电极的牢固性，使之不易损坏而适用于条件比较恶劣的环境。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所提供的技术方案是:可拆卸更换式复合阴极由4个可拆卸并更换的部分(子系统)组成，包括电极装配容器、电极板、捕获子系统和渗水性隔挡层;其中多孔捕获材料和液态电导加强介质组成捕获子系统，与电极板并置于容器内部，渗水性隔挡层包裹在容器外部(可阻止外界物质直接进入阴极或者大量阴极材料直接泄漏至容器之外)。
[0005]进一步，所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板连接直流电源的负极(其材料为石墨或其它非重金属导体材料)。
[0006]进一步，所述的多孔捕获材料与电极之间为可拆卸和更换的，呈非附着式接触。
[0007]进一步，所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板尺寸的长、宽和高分别小于等于电极装配容器(I)内腔的长、宽和高；电极板的厚度为0.5mm-250cm。
[0008]进一步，所述的电极板和电极装配容器的形状为长方体、圆柱状或圆环状。
[0009]所述的可拆卸更换式复合阴极中的多孔捕获材料为具有吸附或通过化学反应而将进入多孔捕获材料(31)的金属离子、非金属离子或有机分子以吸附或沉淀等形式固定的多孔介质，并且具有相对较长的时间上的持续性和物理-化学上的稳定性;具体是各种改性和非改性的粘土矿物、活性炭、泡塑、具有纳米管状结构的材料和合成海绵状多孔介质及它们的制成品；多孔捕获材料与电极之间为可拆卸和更换的，呈非附着式接触。
[0010]所述的可拆卸更换式复合阴极中的多孔捕获材料是耐酸和耐碱的，耐酸碱范围pH=1?14;多孔捕获材料经处理后可重复使用。
[0011 ]所述的可拆卸更换式复合阴极中的液态电导加强介质为电解时不会产生有毒有害气体的、非重金属盐类溶液。
[0012]所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极装配容器是由绝缘材料玻璃钢或塑料或橡胶制成。
[0013]所述的可拆卸更换式复合阴极中的渗水性隔挡层是由渗透膜或半渗透膜或帆布或无纺布或多孔有机合成材料介质之中的一种或二种以上组成。
[0014]以上技术方案主要解决了以下问题:
[0015]1、用可拆卸并更换的组件代替原有的单质单体电极。
[0016]2、当该电极应用于土壤修复时，要求渗水性隔挡材料具有耐磨性，以满足复合阴极电极应用于条件恶劣的使用环境。
[0017]3、可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)的尺寸可以根据处理对象的电导率和供电电源的电压和功率大小来制定，适用于不同尺度的规模应用。
[0018]4、所述的多孔捕获材料为可反复回收利用的活性炭、沸石、蛭石等材料，降低了运行成本，并可回收重金属等物质。
[0019]5、解决了利用复合阴极附近的局部强碱性带和多孔捕获材料直接捕获系统内“污染物质”，通过更换多孔捕获材料将污染物质移除的问题。
[0020]6、电极板和电极装配容器的形状和大小随意，使之适用于不同的应用场所。
[0021]采用上述技术方案，本实用新型的技术效果有:
[0022]1、本实用新型可使被电动力驱动至复合阴极的各种物质的绝大部分被复合阴极捕获，处理后系统中的有害物质浓度降低90%以上。
[0023]2、本实用新型的多孔捕获材料为可回收利用材料，大大降低工程实施的成本。
[0024]3、本实用新型制作简单，可工业化生产。
[0025]4、本实用新型可广泛应用于各类重金属污染和极性(易溶于水的)有机污染物污染的水体、土壤环境的修复，特别适用于重金属污染土壤修复，效率高，有良好的社会效益和经济效益。
[0026]可拆卸更换式复合阴极将石墨板、多孔捕获材料和液态电导加强介质组合为整体可拆卸更换，克服了电极表面容易老化而影响寿命和使用;将复合阴极附近的碱性区移植到电极内部，使得电极功能多样化;加强了电极的牢固性，使之不易损坏而适用于条件比较恶劣的环境。
【附图说明】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]图1是本实用新型实施例1的正视图
[0029]图2是本实用新型实施例1的侧视图
[0030]图3是本实用新型实施例1的俯视图。
[0031]图4是本实用新型实施例1的三维示意图。
[0032]图5是实施例2的圆柱状电极三维示意图。
[0033]图6是实施例3周围式电极三维示意图。
[0034]图中:I为电极装配容器;2为电极板;3为捕获子系统;31为多孔捕获材料;32为液态电导加强介质;4为渗水性隔挡层。
【具体实施方式】
[0035]下面结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】，本实用新型所采用的材料均为现有技术材料，市场上均有供应。本实用新型所述的可拆卸更换式复合阴极可作为阴极代替其他任意装置上的其他阴极材料。
[0036]实施例1:板式可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)
[0037](I)根据需要选择电极装配容器1、电极板2、渗水性隔挡层4、多孔捕获材料31和液态电导加强介质32;
[0038](2)根据需要确定电极整体的长、宽、高；
[0039](3)按照本实用新型图1、图2、图3和图4制作长方体形状的可拆卸更换式复合阴极电极板2;
[0040](4)装载多孔捕获材料；
[0041](5)添加液态电导加强介质，使多孔捕获材料通过液态电导加强介质和渗水性隔挡层与外部介质直接联通;多孔捕获材料(31)的孔径应大于欲捕获污染物的粒径。
[0042](6)将可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)置于待处理介质的一端，并与直流电源的负极连接；以石墨或金属电极为正极置于介质的另一端，并与直流电源的正极连接形成畅通回路;直流电源的电流和电压可调，电压梯度为0.01?50V/cm，电流密度为0.1mA?100A/
Cm20
[0043](7)在确保安全的条件下接通电源并维持I小时?3年，可将介质中的待捕获污染物驱赶到本可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)上;对环境的温度、湿度等无特殊要求。
[0044](8)当多孔捕获材料达到饱和时，可考虑更换多孔捕获材料和液态电导加强介质，或者终止施加电压；
[0045](9)多孔捕获材料(31)可以通过现有技术的离子交换方法进行回收利用。
[0046]实施例2:中心式可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)
[0047](I)按照图5制作圆柱状的可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)2，其长度和捕获子系统的厚度根据待处理对象的深(厚)度和可操作性而定;电极装配容器I为圆筒状；
[0048](2)在待处理对象一端设置一个可将可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)置于其内的浅井并与直流电源的负极连接；
[0049](3)在待处理对象的另一端设置另一个浅井，将其作为正极的石墨电极柱置于其中并与直流电源的正极连接;正负极之间的距离以要求施加的电压在电工安全范围为好。
[0050](4)在正负极之间施加直流电压，电压梯度为0.01?20 V/cm，并持续维持；
[0051](5)在施加直流电期间可用常规分析测试技术检测本实用新型阴极中待去除物质的含量并绘制含量曲线，当待捕获物质含量不再增加时可考虑更换多孔捕获材料和液态电导加强介质，或者终止施加电压。
[0052]多孔捕获材料(31)可以回收利用，方法同实施例1。
[0053]实施例3周围式可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)
[0054](I)按照图6制作一个沿圆筒状电极装配容器I内壁的圆环状的可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)电极板2，其长度和捕获子系统的厚度根据待处理对象的深(厚)度和可操作性而定；
[0055](2)在待处理对象的一端设置一个可将可拆卸更换式复合阴极(C0MB0P0)置于其内的浅井并与直流电源的负极连接；
[0056](3)在待处理对象的另一端设置另一个浅井，将作为正极的石墨电极柱置于其中并与直流电源的正极连接;正负极之间的距离以要求施加的电压在电工安全范围为好。
[0057](4)在正负极之间施加直流电压，电压梯度为0.01?20 V/cm，并持续维持；
[0058](5)在施加直流电期间可用便携式测试仪检测本实用新型阴极中待去除物质的含量并绘制含量曲线，当待去除物质的含量不再增加时可考虑更换多孔捕获材料和液态电导加强介质，或者终止施加电压。多孔捕获材料可以回收利用。
[0059]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种可拆卸更换式复合阴极，其特征在于:它由电极装配容器(I)、电极板(2)、捕获子系统(3)和渗水性隔挡层(4)4个可拆卸并更换的部分组成;所述捕获子系统(3)与电极板(2)并置于电极装配容器(I)内，渗水性隔挡层(4)包裹在电极装配容器(I)外部。2.如权利要求1所述的可拆卸更换式复合阴极，其特征在于:所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板(2)连接直流电源的负极。3.如权利要求1所述的可拆卸更换式复合阴极，其特征在于:所述的可拆卸更换式复合阴极中的电极板(2)尺寸的长、宽和高分别小于等于电极装配容器(I)内腔的长、宽和高；电极板(2)的厚度介于0.5mm-250cmo4.如权利要求1所述的可拆卸更换式复合阴极，其特征在于:所述的电极板和电极装配容器的形状为长方体、圆柱状或圆环状。
【专利摘要】本实用新型涉及被重金属或有机物污染的水体、土壤的修复技术领域，具体的说是一种可拆卸更换式复合阴极。本实用新型的可拆卸更换式复合阴极由4个可拆卸并更换的部分组成，包括电极装配容器、电极板、多孔捕获材料、液态电导加强介质和渗水性隔挡层；电极板、多孔捕获材料和液态电导加强介质置于容器内部，渗水性隔挡层包裹在容器外部。可拆卸更换式复合阴极将石墨板、多孔捕获材料和液态电导加强介质组合为整体可拆卸更换，克服了电极表面容易老化而影响寿命和使用。
【IPC分类】C02F1/461, B09C1/00, B09C1/08
【公开号】CN205270325
【申请号】CN201520596533
【发明人】陈明, 陈玉衡
【申请人】陈明, 陈玉衡
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年8月10日