一种隔膜复合电极及其制备方法和应用与流程

本发明涉及电解槽改进，尤其涉及一种隔膜复合电极及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。在利用电解槽进行电解反应的各类工艺中，电压的高低影响着电解耗能的大小，并且直接决定了电解生产的经济成本，是考量工艺的重要技术指标。因此，在生产研究中需要尽可能的减低电解槽电压。

2、传统碱性水电解槽的电极和隔膜完全浸泡在电解液中，属于湿式结构，其中，电极和隔膜作为相互独立的部件，以层叠方式组装至电解槽中进行应用。例如中国专利cn202107778u公开的一种隔膜式电解槽，具有内部空腔的电解槽槽体，以及将电解槽槽体内部空腔隔离成多个独立的腔室的隔离组件，通过设置插槽来安装隔离组件和电极板，仅需拔插即可完成更换；再如中国专利cn218852653u公开的一种隔膜式电解槽，具有电解腔室以及设于电解腔室中的电极组件，隔膜组件包括隔膜框以及设于隔膜框内的隔膜，，能由外力驱动而相对所述电解槽主体发生偏转，从而使所述隔膜框的外周边沿与所述电解腔室的内壁之间形成有连通所述阴极室和阳极室的间隙空间，可利于倒极除垢。

3、但是现有的电解槽在电解过程中会导致气泡的出现，这些气泡在电解液中会形成较大电阻，进而降低电解效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种隔膜复合电极，以提升现有电解槽的电解效率。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种隔膜复合电极，包括电极隔膜和电极，所述电极隔膜涂覆于所述电极的至少一个表面上，且所述电极隔膜的一部分侵入至电极的内部，所述电极隔膜侵入电极的深度为50～500μm。

4、优选的，所述电极隔膜的制备原料包括以下重量份数的组分：

5、聚砜10～20份、聚乙烯吡咯烷酮10～20份、二氧化锆10～20份、n-甲基吡咯烷酮40～70份。

6、优选的，所述电极为网状结构；

7、所述电极为阳极或阴极；

8、所述阳极的材质选自镍、钛、钢、钼中的一种或几种；

9、所述阴极的材质选自镍、钛、钢、钼中的一种或几种。

10、本发明还提供了上述隔膜复合电极的制备方法，包括以下步骤：

11、s1.准备用于电极隔膜的铸膜液；

12、s2.将电极的一个表面与铸膜液接触，使铸膜液侵入电极；

13、s3.去掉电极表面多余铸膜液，将电极放入水中，得到隔膜复合电极。

14、优选的，所述电极的一个表面与铸膜液接触的时间为0.5～2min。

15、优选的，s3中所述水为去离子水。

16、优选的，所述水的温度为15～50℃。

17、优选的，去掉电极表面多余铸膜液之后，将电极在空气中静置1～5min。

18、本发明还提供了上述隔膜复合电极或通过上述制备方法得到的隔膜复合电极在制备干式电解槽中的应用。

19、优选的，所述隔膜复合电极的应用过程中包括以下步骤：

20、将隔膜复合电极中电极隔膜侵入的表面与铸膜液接触；

21、在铸膜液未凝固时，将两个电性相反的隔膜复合电极贴合，凝固后得到含有阴阳两极的干式电解槽组件。

22、本发明的有益效果：

23、本发明通过将电极隔膜通过侵入电极内部的方式与电极相接，得到了一种隔膜复合电极，此隔膜复合电极具有较强的吸液、保液能力，能够将电解液吸入隔膜后，直接使其接触电极内部，因此极大地增加了电极与电解液的接触面积，减小了浓差极化，最终有效降低电解时电解槽的槽电压。

技术特征：

1.一种隔膜复合电极，其特征在于，包括电极隔膜和电极，所述电极隔膜涂覆于所述电极的至少一个表面上，且所述电极隔膜的一部分侵入至电极的内部，所述电极隔膜侵入电极的深度为50～500μm。

2.根据权利要求1所述的隔膜复合电极，其特征在于，所述电极隔膜的制备原料包括以下重量份数的组分：

3.根据权利要求1所述的隔膜复合电极，其特征在于，所述电极为网状结构；

4.权利要求1～3任一项所述的隔膜复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的隔膜复合电极的制备方法，其特征在于，所述电极的一个表面与铸膜液接触的时间为0.5～2min。

6.根据权利要求4所述的隔膜复合电极的制备方法，其特征在于，s3中所述水为去离子水。

7.根据权利要求6所述的隔膜复合电极的制备方法，其特征在于，所述水的温度为15～50℃。

8.根据权利要求4所述的隔膜复合电极的制备方法，其特征在于，去掉电极表面多余铸膜液之后，将电极在空气中静置1～5min。

9.权利要求1～3任一项所述的隔膜复合电极或通过权利要求4～8任一项所述的制备方法得到的隔膜复合电极在制备干式电解槽中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述隔膜复合电极的应用过程中包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种隔膜复合电极及其制备方法和应用，属于电解槽改进技术领域。本发明将电极隔膜侵入电极内部，得到了一种隔膜复合电极，能够解决现有技术中电解槽的电解效率不足的问题。本发明提供的隔膜复合电极具有较强的吸液、保液能力，能够将电解液吸入隔膜后，直接使其接触电极内部，因此极大地增加了电极与电解液的接触面积，减小了浓差极化，最终有效降低电解时电解槽的槽电压。

技术研发人员：刘晶华,史伟涛,叶芳芳
受保护的技术使用者：盈德气体工程（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15