一種可拆卸更換式復(fù)合陰極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及被重金屬或有機(jī)物污染的水體、土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種可拆卸更換式復(fù)合陰極(發(fā)明人命名:C0MB0P0，以下相同)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，陰極材料用于被重金屬或有機(jī)物污染的水體、土壤修復(fù)存在三個(gè)問題:1、當(dāng)陰極材料用于被重金屬或有機(jī)物污染的水體、土壤修復(fù)時(shí)，由于環(huán)境條件比較惡劣，陰極容易損壞。2、當(dāng)陰極材料達(dá)到飽和時(shí)，需要不斷更換復(fù)合陰極附近的材料，以便去除在系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污染物質(zhì)。3、由于陰極材料的使用量大，為了降低成本，需要復(fù)合陰極材料價(jià)格低廉或可回收利用，不產(chǎn)生二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是想提供一種可拆卸更換式復(fù)合陰極，一是為了克服電極表面容易老化而影響壽命和使用；二是為了將復(fù)合陰極附近的堿性區(qū)移植到電極內(nèi)部，使得的電極功能多樣化;三是為了加強(qiáng)電極的牢固性，使之不易損壞而適用于條件比較惡劣的環(huán)境。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案是:可拆卸更換式復(fù)合陰極由4個(gè)可拆卸并更換的部分(子系統(tǒng))組成，包括電極裝配容器、電極板、捕獲子系統(tǒng)和滲水性隔擋層;其中多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)組成捕獲子系統(tǒng)，與電極板并置于容器內(nèi)部，滲水性隔擋層包裹在容器外部(可阻止外界物質(zhì)直接進(jìn)入陰極或者大量陰極材料直接泄漏至容器之外)。
[0005]進(jìn)一步，所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的電極板連接直流電源的負(fù)極(其材料為石墨或其它非重金屬導(dǎo)體材料)。
[0006]進(jìn)一步，所述的多孔捕獲材料與電極之間為可拆卸和更換的，呈非附著式接觸。
[0007]進(jìn)一步，所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的電極板尺寸的長、寬和高分別小于等于電極裝配容器(I)內(nèi)腔的長、寬和高；電極板的厚度為0.5mm-250cm。
[0008]進(jìn)一步，所述的電極板和電極裝配容器的形狀為長方體、圓柱狀或圓環(huán)狀。
[0009]所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的多孔捕獲材料為具有吸附或通過化學(xué)反應(yīng)而將進(jìn)入多孔捕獲材料(31)的金屬離子、非金屬離子或有機(jī)分子以吸附或沉淀等形式固定的多孔介質(zhì)，并且具有相對(duì)較長的時(shí)間上的持續(xù)性和物理-化學(xué)上的穩(wěn)定性;具體是各種改性和非改性的粘土礦物、活性炭、泡塑、具有納米管狀結(jié)構(gòu)的材料和合成海綿狀多孔介質(zhì)及它們的制成品；多孔捕獲材料與電極之間為可拆卸和更換的，呈非附著式接觸。
[0010]所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的多孔捕獲材料是耐酸和耐堿的，耐酸堿范圍pH=1?14;多孔捕獲材料經(jīng)處理后可重復(fù)使用。
[0011 ]所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)為電解時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體的、非重金屬鹽類溶液。
[0012]所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的電極裝配容器是由絕緣材料玻璃鋼或塑料或橡膠制成。
[0013]所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的滲水性隔擋層是由滲透膜或半滲透膜或帆布或無紡布或多孔有機(jī)合成材料介質(zhì)之中的一種或二種以上組成。
[0014]以上技術(shù)方案主要解決了以下問題:
[0015]1、用可拆卸并更換的組件代替原有的單質(zhì)單體電極。
[0016]2、當(dāng)該電極應(yīng)用于土壤修復(fù)時(shí)，要求滲水性隔擋材料具有耐磨性，以滿足復(fù)合陰極電極應(yīng)用于條件惡劣的使用環(huán)境。
[0017]3、可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)的尺寸可以根據(jù)處理對(duì)象的電導(dǎo)率和供電電源的電壓和功率大小來制定，適用于不同尺度的規(guī)模應(yīng)用。
[0018]4、所述的多孔捕獲材料為可反復(fù)回收利用的活性炭、沸石、蛭石等材料，降低了運(yùn)行成本，并可回收重金屬等物質(zhì)。
[0019]5、解決了利用復(fù)合陰極附近的局部強(qiáng)堿性帶和多孔捕獲材料直接捕獲系統(tǒng)內(nèi)“污染物質(zhì)”，通過更換多孔捕獲材料將污染物質(zhì)移除的問題。
[0020]6、電極板和電極裝配容器的形狀和大小隨意，使之適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)所。
[0021]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的技術(shù)效果有:
[0022]1、本實(shí)用新型可使被電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)至復(fù)合陰極的各種物質(zhì)的絕大部分被復(fù)合陰極捕獲，處理后系統(tǒng)中的有害物質(zhì)濃度降低90%以上。
[0023]2、本實(shí)用新型的多孔捕獲材料為可回收利用材料，大大降低工程實(shí)施的成本。
[0024]3、本實(shí)用新型制作簡(jiǎn)單，可工業(yè)化生產(chǎn)。
[0025]4、本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各類重金屬污染和極性(易溶于水的)有機(jī)污染物污染的水體、土壤環(huán)境的修復(fù)，特別適用于重金屬污染土壤修復(fù)，效率高，有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0026]可拆卸更換式復(fù)合陰極將石墨板、多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)組合為整體可拆卸更換，克服了電極表面容易老化而影響壽命和使用;將復(fù)合陰極附近的堿性區(qū)移植到電極內(nèi)部，使得電極功能多樣化;加強(qiáng)了電極的牢固性，使之不易損壞而適用于條件比較惡劣的環(huán)境。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0028]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的正視圖
[0029]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的側(cè)視圖
[0030]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的俯視圖。
[0031]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1的三維示意圖。
[0032]圖5是實(shí)施例2的圓柱狀電極三維示意圖。
[0033]圖6是實(shí)施例3周圍式電極三維示意圖。
[0034]圖中:I為電極裝配容器;2為電極板;3為捕獲子系統(tǒng);31為多孔捕獲材料;32為液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì);4為滲水性隔擋層。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，本實(shí)用新型所采用的材料均為現(xiàn)有技術(shù)材料，市場(chǎng)上均有供應(yīng)。本實(shí)用新型所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極可作為陰極代替其他任意裝置上的其他陰極材料。
[0036]實(shí)施例1:板式可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)
[0037](I)根據(jù)需要選擇電極裝配容器1、電極板2、滲水性隔擋層4、多孔捕獲材料31和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)32;
[0038](2)根據(jù)需要確定電極整體的長、寬、高；
[0039](3)按照本實(shí)用新型圖1、圖2、圖3和圖4制作長方體形狀的可拆卸更換式復(fù)合陰極電極板2;
[0040](4)裝載多孔捕獲材料；
[0041](5)添加液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)，使多孔捕獲材料通過液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)和滲水性隔擋層與外部介質(zhì)直接聯(lián)通;多孔捕獲材料(31)的孔徑應(yīng)大于欲捕獲污染物的粒徑。
[0042](6)將可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)置于待處理介質(zhì)的一端，并與直流電源的負(fù)極連接；以石墨或金屬電極為正極置于介質(zhì)的另一端，并與直流電源的正極連接形成暢通回路;直流電源的電流和電壓可調(diào)，電壓梯度為0.01?50V/cm，電流密度為0.1mA?100A/
Cm20
[0043](7)在確保安全的條件下接通電源并維持I小時(shí)?3年，可將介質(zhì)中的待捕獲污染物驅(qū)趕到本可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)上;對(duì)環(huán)境的溫度、濕度等無特殊要求。
[0044](8)當(dāng)多孔捕獲材料達(dá)到飽和時(shí)，可考慮更換多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)，或者終止施加電壓；
[0045](9)多孔捕獲材料(31)可以通過現(xiàn)有技術(shù)的離子交換方法進(jìn)行回收利用。
[0046]實(shí)施例2:中心式可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)
[0047](I)按照?qǐng)D5制作圓柱狀的可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)2，其長度和捕獲子系統(tǒng)的厚度根據(jù)待處理對(duì)象的深(厚)度和可操作性而定;電極裝配容器I為圓筒狀；
[0048](2)在待處理對(duì)象一端設(shè)置一個(gè)可將可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)置于其內(nèi)的淺井并與直流電源的負(fù)極連接；
[0049](3)在待處理對(duì)象的另一端設(shè)置另一個(gè)淺井，將其作為正極的石墨電極柱置于其中并與直流電源的正極連接;正負(fù)極之間的距離以要求施加的電壓在電工安全范圍為好。
[0050](4)在正負(fù)極之間施加直流電壓，電壓梯度為0.01?20 V/cm，并持續(xù)維持；
[0051](5)在施加直流電期間可用常規(guī)分析測(cè)試技術(shù)檢測(cè)本實(shí)用新型陰極中待去除物質(zhì)的含量并繪制含量曲線，當(dāng)待捕獲物質(zhì)含量不再增加時(shí)可考慮更換多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)，或者終止施加電壓。
[0052]多孔捕獲材料(31)可以回收利用，方法同實(shí)施例1。
[0053]實(shí)施例3周圍式可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)
[0054](I)按照?qǐng)D6制作一個(gè)沿圓筒狀電極裝配容器I內(nèi)壁的圓環(huán)狀的可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)電極板2，其長度和捕獲子系統(tǒng)的厚度根據(jù)待處理對(duì)象的深(厚)度和可操作性而定；
[0055](2)在待處理對(duì)象的一端設(shè)置一個(gè)可將可拆卸更換式復(fù)合陰極(C0MB0P0)置于其內(nèi)的淺井并與直流電源的負(fù)極連接；
[0056](3)在待處理對(duì)象的另一端設(shè)置另一個(gè)淺井，將作為正極的石墨電極柱置于其中并與直流電源的正極連接;正負(fù)極之間的距離以要求施加的電壓在電工安全范圍為好。
[0057](4)在正負(fù)極之間施加直流電壓，電壓梯度為0.01?20 V/cm，并持續(xù)維持；
[0058](5)在施加直流電期間可用便攜式測(cè)試儀檢測(cè)本實(shí)用新型陰極中待去除物質(zhì)的含量并繪制含量曲線，當(dāng)待去除物質(zhì)的含量不再增加時(shí)可考慮更換多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)，或者終止施加電壓。多孔捕獲材料可以回收利用。
[0059]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可拆卸更換式復(fù)合陰極，其特征在于:它由電極裝配容器(I)、電極板(2)、捕獲子系統(tǒng)(3)和滲水性隔擋層(4)4個(gè)可拆卸并更換的部分組成;所述捕獲子系統(tǒng)(3)與電極板(2)并置于電極裝配容器(I)內(nèi)，滲水性隔擋層(4)包裹在電極裝配容器(I)外部。2.如權(quán)利要求1所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極，其特征在于:所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的電極板(2)連接直流電源的負(fù)極。3.如權(quán)利要求1所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極，其特征在于:所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極中的電極板(2)尺寸的長、寬和高分別小于等于電極裝配容器(I)內(nèi)腔的長、寬和高；電極板(2)的厚度介于0.5mm-250cmo4.如權(quán)利要求1所述的可拆卸更換式復(fù)合陰極，其特征在于:所述的電極板和電極裝配容器的形狀為長方體、圓柱狀或圓環(huán)狀。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及被重金屬或有機(jī)物污染的水體、土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種可拆卸更換式復(fù)合陰極。本實(shí)用新型的可拆卸更換式復(fù)合陰極由4個(gè)可拆卸并更換的部分組成，包括電極裝配容器、電極板、多孔捕獲材料、液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)和滲水性隔擋層；電極板、多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)置于容器內(nèi)部，滲水性隔擋層包裹在容器外部?？刹鹦陡鼡Q式復(fù)合陰極將石墨板、多孔捕獲材料和液態(tài)電導(dǎo)加強(qiáng)介質(zhì)組合為整體可拆卸更換，克服了電極表面容易老化而影響壽命和使用。
【IPC分類】C02F1/461, B09C1/00, B09C1/08
【公開號(hào)】CN205270325
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520596533
【發(fā)明人】陳明, 陳玉衡
【申請(qǐng)人】陳明, 陳玉衡
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年8月10日