專利名稱：：一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電沉積裝置的陽極，尤其涉及一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極及制造方法。
背景技術(shù)：
：二氧化鉛作為陽極具有高的催化活性、高的析氧過電位和化學(xué)惰性，同時(shí)以二氧化鉛作為陽極不會在電沉積鉛時(shí)帶入其他雜質(zhì)，因此如何以二氧化鉛作為陽極一直是研究的熱點(diǎn)。鈦基二氧化鉛鍍層電極已經(jīng)具有實(shí)用價(jià)值，但是鈦金屬價(jià)格昂貴，鈦板會發(fā)生鈍化，降低導(dǎo)電性能；直接將鉛的表層氧化成二氧化鉛容易實(shí)現(xiàn)，但是該電極機(jī)械強(qiáng)度差，不宜用于工業(yè)生產(chǎn)。因此人們希望能在便宜的基體上鍍上二氧化鉛制成電極。如果選擇鐵等一般金屬作為基體制成二氧化鉛鍍層電極，由于基體極易鈍化，致使電極內(nèi)應(yīng)力急劇上升，結(jié)合力急劇降低，而導(dǎo)致鍍層脫落。由于石墨是電的良導(dǎo)體，并且是非金屬，不易鈍化，因此能夠有效解決上述問題。電鍍二氧化鉛時(shí)會產(chǎn)生α-PbO2和β-PbO2兩種晶型，α-PbO2是一種多孔的活性二氧化鉛；β-PbO2是一種穩(wěn)定形態(tài)，通常稱為保護(hù)層。直接在石墨上鍍二氧化鉛在電沉積時(shí)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入會使得石墨表面的α-PbO2*β-PbO2分布雜亂，使得在電沉積時(shí)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入石墨基體與二氧化鉛鍍層的中間層甚至進(jìn)入石墨基體的表面層的組織間隙中，導(dǎo)致該電極使用壽命低下。申請?zhí)枮?00410084567.8的中國發(fā)明專利公開了一種新型二氧化鉛電機(jī)及其制備方法。該電極由二氧化鉛粉末和聚四氧乙烯或聚丙烯微粒按一定的質(zhì)量比例混合后經(jīng)壓片工藝制得。該發(fā)明方法屬于無基體制備法，從根本上解決了鍍層脫落的問題，電極機(jī)械強(qiáng)度高，抗腐蝕性好，電化學(xué)活性好，制備工藝簡單。該電極可用于處理有機(jī)廢水。但是該電極用作回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極它的使用壽命不高。盡管沒有鍍層，但是在電沉積時(shí)產(chǎn)生的氣體很容易進(jìn)入該電極的組織間隙中，從而導(dǎo)致電極損壞。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決電極使用壽命低下的技術(shù)問題，提供一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基層和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.060.08mm,二氧化鉛鍍層的孔率為30%50%?，F(xiàn)有技術(shù)尚未有以石墨為基體的報(bào)道。以石墨為基體鍍二氧化鉛層的陽極，它的使用壽命與二氧化鉛的鍍層的厚度以及二氧化鉛鍍層的孔率密切相關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)中采用其他基材作時(shí)，其厚度多在0.2mm以上，現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)對孔率尚未有控制性指標(biāo)，且基本沒有解決孔率過大的技術(shù)難題。當(dāng)二氧化鉛鍍層的厚度小于0.06mm時(shí)，該電極使用壽命不長。當(dāng)二氧化鉛鍍層的孔率小于30%時(shí)，使用該電極的電沉積槽電沉積活性不高，影響生產(chǎn)效率；當(dāng)二氧化鉛鍍層的孔率大于50%時(shí)，鍍層疏松度增大，結(jié)合力下降而導(dǎo)致鍍層脫落。因此，鍍層的孔率在30%50%時(shí)，鍍層氣孔細(xì)密，分布均勻，使用壽命得以大大提高。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于回收鉛酸蓄電池的裝置的電沉積陽極的制造方法。一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極的制造方法，其特征在于，石墨基體上電鍍二氧化鉛時(shí)工藝參數(shù)如下以表面預(yù)處理過的石墨基體為陽極，以含有300350g/L的硝酸鉛和1020g/L的硝酸的溶液為電鍍液；控制電流密度為400600A/m2，溫度為4555°C，電鍍時(shí)間為610小時(shí)。在本方案中，電鍍液溫度和電鍍時(shí)間與二氧化鉛鍍層的厚度直接相關(guān)，當(dāng)溫度小于45°C時(shí)，鍍層厚度小于0.02mm并且鍍層不致密；當(dāng)溫度小于55°C時(shí)，鍍層厚度小于0.06mm；相對于現(xiàn)有載體上鍍二氧化鉛的工藝而言，本發(fā)明的電鍍溫度顯著降低，其電鍍時(shí)間也降低了。在相對低溫度下電鍍過程緩慢，鉛沉積速率低下，鍍層厚度薄且硬；當(dāng)電解液溫度高于65°C時(shí)，陰極鉛板表面生成硝酸鉛卻不溶解，陰極周圍硝酸鉛含量急劇升高，溶液變渾濁，導(dǎo)致陽極的二氧化鉛鍍層薄而疏松。電流密度的強(qiáng)弱則與陽極生成的二氧化鉛晶型及其分布密切相關(guān)，當(dāng)電流密度低于400A/m2時(shí)，β-PbO2晶型比例偏高，鍍層氣孔過于細(xì)密，鍍層孔率低于30%；當(dāng)電流密度高于600A/m2時(shí)，α-PbO2晶型比例偏高，鍍層氣孔疏松，鍍層孔率高于50%。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果均是在其他主要參數(shù)維持在本發(fā)明所述范圍內(nèi)得出的。作為上述技術(shù)方案的，所述電鍍液中還含有骨膠，所述骨膠的用量為0.8-1.5kg/t。骨膠是一種添加劑，用于本發(fā)明后，陰極的極化作用顯著增強(qiáng)，電鍍液的分散能力也增強(qiáng)了，同時(shí)，其細(xì)化了鍍層的結(jié)晶并促進(jìn)了鍍層與基層的結(jié)合。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電鍍液的用水為去離子水。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，具有造價(jià)低，使用壽命長，并且在生產(chǎn)時(shí)不會帶入雜質(zhì)離子。具體實(shí)施例方式本具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。實(shí)施例1一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基體和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.06mm，二氧化鉛鍍層的孔率為35%。它的具體制造方法如下用去離子水制配置含有300g/L的硝酸鉛、10g/L的硝酸的電鍍液，在電鍍液按0.8kg/t的量加入骨膠，用片狀的石墨電極作為陽極，棒狀石墨電極作為陰極置于上述溶液中，在電流密度為400A/m2，電鍍液溫度為45°C下電鍍IOh停止即可得到上述電極，其二氧化鉛鍍層的厚度為0.06mm時(shí)，其孔率為35%。實(shí)施例2—種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基體和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.07mm，二氧化鉛鍍層的孔率為50%。它的具體制造方法如下用去離子水制配置含有320g/L的硝酸鉛、20g/L的硝酸的電鍍液，在電鍍液中按0.9kg/t的量加入骨膠，用片狀的石墨電極作為陽極，棒狀石墨電極作為陰極置于上述溶液中，在電流密度為400A/m2，電鍍液溫度為50°C下電鍍6h停止即可得到上述電極，其二氧化鉛鍍層的厚度為0.07mm時(shí)，其孔率為50%。實(shí)施例3—種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基體和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.08mm，二氧化鉛鍍層的孔率為40%。它的具體制造方法如下用去離子水制配置含有320g/L的硝酸鉛、16g/L的硝酸的電鍍液，在電鍍液中按1.2kg/t的量加入骨膠，用片狀的石墨電極作為陽極，棒狀石墨電極作為陰極置于上述溶液中，在電流密度為400A/m2，，電鍍液溫度為45°C下電鍍7h停止即可得到上述電極，其二氧化鉛鍍層的厚度為0.08mm時(shí)，其孔率為40%。實(shí)施例4一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基體和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.07mm，二氧化鉛鍍層的孔率為42%。它的具體制造方法如下用去離子水制配置含有330g/L的硝酸鉛、18g/L的硝酸的電鍍液，在電鍍液中按1.4kg/t的量加入骨膠，用片狀的石墨電極作為陽極，棒狀石墨電極作為陰極置于上述溶液中，在電流密度為400A/m2，，電鍍液溫度為45°C下電鍍8h停止即可得到上述電極，其二氧化鉛鍍層的厚度為0.07mm時(shí)，其孔率為42%。對比例1將市售二氧化鉛粉末與工業(yè)級聚四氟乙烯微粉(平均粒徑小于20微米)以質(zhì)量比0.51均勻混合，在IOMPa壓力下壓成100mm*30mm矩形片。將該片在目標(biāo)處理溶液中性棗紅溶液中預(yù)電解1024小時(shí)后，作為使用電極。對比例2將化學(xué)沉淀法制備的二氧化鉛粉末與工業(yè)級聚四氟乙烯微粉(平均粒徑小于100微米)以質(zhì)量比2.5:1均勻混合，在30MPa壓力下壓成100mm*30mm矩形片。將該片在100攝氏度條件下烘3-5小時(shí)后，作為使用電極。在下列條件下進(jìn)行試驗(yàn)測量其在電壓ΙΟΟν、電流密度1000A/m2條件下工作時(shí)的年腐蝕率；測量其在外加功率為18w條件下電解中性棗紅溶液1.5小時(shí)的脫色率和COD去除率。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在作為回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極時(shí)，在電壓500ν、電流密度500A/m2，溫度為50°C，每天每次電鍍10小時(shí)的條件下，測量測量年腐蝕率。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，包括石墨基層和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.06～0.08mm，二氧化鉛鍍層的孔率為30%～50%。2.一種用于回收鉛酸蓄電池的裝置的電沉積陽極的制造方法，其特征在于，石墨基體上電鍍二氧化鉛時(shí)工藝參數(shù)如下以表面預(yù)處理過的石墨基體為陽極，以含有300350g/L的硝酸鉛和1020g/L的硝酸的溶液為電鍍液；控制電流密度為400600A/m2，溫度為4555°C，電鍍時(shí)間為610小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于回收鉛酸蓄電池的裝置的電沉積陽極的制造方法，其特征在于所述電鍍液中還含有骨膠，所述骨膠的用量為0.81.5kg/t。全文摘要本發(fā)明涉及一種電沉積裝置的陽極，尤其涉及一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極及制造方法。它包括石墨基層和二氧化鉛鍍層，所述二氧化鉛鍍層的厚度為0.06～0.08mm，二氧化鉛鍍層的孔率為30%～50%。本發(fā)明一種用于回收鉛酸蓄電池的電沉積裝置的陽極，具有造價(jià)低，使用壽命長，并且在生產(chǎn)時(shí)不會帶入雜質(zhì)離子。文檔編號C25D7/12GK101824639SQ20101018636公開日2010年9月8日申請日期2010年5月31日優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日發(fā)明者矯坤遠(yuǎn),魏興虎申請人:浙江匯同電源有限公司