專利名稱：合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及電解槽中陽(yáng)極的設(shè)計(jì)及一種合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極。采用該復(fù)合電極具有綠色環(huán)保，節(jié)能減排的效果。
背景技術(shù)：
雙極膜及其水解離技術(shù)，在化工生產(chǎn)、分離、廢物利用、資源回收和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著十分廣泛而重要的應(yīng)用。如何減小雙極膜的膜阻抗，提高水解離效率和離子滲透性能，降低水解離時(shí)的過(guò)電位已成為雙極膜研究的熱點(diǎn)。本實(shí)用新型以合金金屬絲網(wǎng)為陽(yáng)極，并將陽(yáng)極合金金屬絲網(wǎng)緊貼在雙極膜上，制備出合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，達(dá)到將陽(yáng)極室的空間大大壓縮，實(shí)現(xiàn)了零極距電解，消減了陽(yáng)極室中的傳質(zhì)阻抗，從而減小了電解槽電壓，達(dá)到了節(jié)能的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型以合金金屬絲網(wǎng)為陽(yáng)極，并將陽(yáng)極合金金屬絲網(wǎng)緊貼在雙極膜上，制備出合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，將陽(yáng)極室的空間大大壓縮，實(shí)現(xiàn)了零極距電解，大大消減了陽(yáng)極室中的傳質(zhì)阻抗，從而減小了電解槽電壓，達(dá)到了節(jié)能的效果。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下的的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)取SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)溶于甲苯和二氧六環(huán)混合溶液中 (V/V = 3/1)，加入10 60%新蒸的丙烯酸(AA)和1. 0% BPO (過(guò)氧化苯甲酰，以AA質(zhì)量計(jì))。氮?dú)夥罩校?0°C恒溫反應(yīng)3h，降溫終止反應(yīng)，即得SBS-g-PAA陽(yáng)離子交換膜層乳液。另取SBS溶于甲苯和二氧六環(huán)混合溶液中，加入N，N-二甲胺基丙烯酸乙酯 (DMAEMA)和1. 0% BPO(以DMAEMA質(zhì)量計(jì))。氮?dú)夥罩校?0°C恒溫反應(yīng)池。得含叔胺基團(tuán) SBS-g-DMAEMA接枝共聚物，即為SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層乳液。將SBS-g-PAA陽(yáng)離子交換膜層乳液流延于平整的網(wǎng)格孔距0. 3mm 0. 8mm的合金金屬絲網(wǎng)上，制成合金金屬絲網(wǎng)-SBS-g-PAA復(fù)合層，待復(fù)合層表面固化呈半干狀態(tài)時(shí)再覆以SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層乳液，風(fēng)干后即為合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極。所述的金屬合金是指鋅鎳合金、錫鎳合金、鈦鎳合金、鉛鎳合金、鉛錫合金、鈦釕合金或二氧化鉛絲網(wǎng)。利用本實(shí)用新型所制備的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜作為電解槽的隔膜，以順丁烯二酸酐為原料，在20°c 65°C下電解制備丁二酸。當(dāng)電流密度為10 IOOmA · cm-2,陰極室中，丁二酸的產(chǎn)率達(dá)80 90%，平均電流效率為75 85%，電解槽電壓< 4V，達(dá)到了節(jié)能的效果。

圖1是本實(shí)用新型所述的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極結(jié)構(gòu)橫截面示意圖。[0012]圖2是本實(shí)用新型所述的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極實(shí)施例實(shí)際結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實(shí)用新型所述的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極實(shí)施例中采用的Si-Ni 合金絲網(wǎng)圖。圖1中，1為SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層，2為SBS_g_PAA陽(yáng)離子交換膜層，3為合金金屬絲網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1雙極膜的制備。5g SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)溶于40mL甲苯和二氧六環(huán)混合溶液中(v/v = 3/1)，加入10 60%新蒸的丙烯酸(AA)和1. 0% BPO(過(guò)氧化苯甲酰，以AA 質(zhì)量計(jì))。氮?dú)夥罩校?0°C恒溫反應(yīng)3h，降溫終止反應(yīng)，即得SBS-g-PAA陽(yáng)離子交換膜層乳液。5g SBS溶于20mL甲苯和20mL 二氧六環(huán)混合溶液中，并加入3g N，N- 二甲胺基丙烯酸乙酯(DMAEMA)和1. 0% BPO (以DMAEMA質(zhì)量計(jì))。氮?dú)夥罩校?0°C恒溫反應(yīng)汕。得含叔胺基團(tuán)SBS-g-DMAEMA接枝共聚物，即為SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層乳液。將SBS-g-PAA陽(yáng)離子交換膜層乳液流延于平整的網(wǎng)格孔距0. 3mm的Si-Ni合金絲網(wǎng)上，待其近干時(shí)再覆以SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層乳液，風(fēng)干后即為Si-Ni合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極。將S1-Ni合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極作為電解槽的中間隔膜，陽(yáng)極室和陰極室中均為0. 5mol/mL的硫酸，在10mA/cm2電流密度下工作，槽電壓小于2V。實(shí)施例2以例1制備出的雙極膜為陰陽(yáng)兩室的隔膜。稱取IOg的順丁烯二酸酐將其溶解于IOOmL的水中，并以Imol的硫酸調(diào)至pH = 1，待其溶解后加入到陰極室中。電解液溫度 20°C，電流密度30mA -cm-2,總電流2A，電解時(shí)間為3.證。測(cè)得電解槽電壓為2. 8V ；陰極室中生成丁二酸的表觀產(chǎn)率為110%，電流效率為87% ；測(cè)得產(chǎn)物丁二酸的熔點(diǎn)為188°C，與文獻(xiàn)值相同，表明其純度高。
權(quán)利要求1.一種合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，其特征是以合金金屬絲網(wǎng)為陽(yáng)極，并將陽(yáng)極合金金屬絲網(wǎng)緊貼在雙極膜上，制備出合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，其特征是所述的陽(yáng)極合金金屬絲網(wǎng)緊貼在雙極膜上，是指將SBS-g-PAA陽(yáng)離子交換膜層乳液流延于平整的網(wǎng)格孔距0. 3mm 0. 8mm的合金金屬絲網(wǎng)上再覆以SBS-g-DMAEMA陰離子交換膜層乳液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，其特征是所述的金屬合金是指鋅鎳合金、錫鎳合金、鈦鎳合金、鉛鎳合金、鉛錫合金、鈦釕合金或二氧化鉛絲網(wǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及電解槽中陽(yáng)極的一種合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極。本實(shí)用新型以合金金屬絲網(wǎng)為陽(yáng)極，并將陽(yáng)極合金金屬絲網(wǎng)緊貼在雙極膜上，制備出合金金屬絲網(wǎng)-雙極膜復(fù)合電極，將陽(yáng)極室的空間大大壓縮，實(shí)現(xiàn)了零極距電解，大大消減了陽(yáng)極室中的傳質(zhì)阻抗，從而減小了電解槽電壓，達(dá)到了節(jié)能的效果。
文檔編號(hào)C25B11/04GK201942757SQ20102059586
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者謝鴻芳, 鄭曦, 陳雙, 陳日耀, 陳曉, 陳震 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)