一種用彈簧片作引線(xiàn)光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明具體涉及一種用彈簧片作為光電極引線(xiàn)的光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)。包括螺桿(1)、支架(2)、光電極(3)、O型導(dǎo)電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺桿(1)固定在支架(2)上，支架(2)用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺桿(1)抵住光電極(3)的背面壓緊O型導(dǎo)電密封圈(4)；其特征在于：還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導(dǎo)電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線(xiàn)與光電化學(xué)儀相連。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)用彈簧片作引線(xiàn)將片狀的光電極與光電化學(xué)儀相連，O型導(dǎo)電密封圈既能保證光電極與光電化學(xué)儀的有效的連接，又能控制光電極與電解液接觸的面積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用彈簧片作引線(xiàn)光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及物理化學(xué)和材料科學(xué)研究中的光電化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用彈簧片作為光電極引線(xiàn)的光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]目前，以光電轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的光電化學(xué)電解池在能源轉(zhuǎn)化材料研究中具有廣泛的應(yīng)用，常用導(dǎo)電硅片或?qū)щ姴Ａё鳛榛坠潭ü怆姽δ懿牧稀，F(xiàn)有的商業(yè)化光電化學(xué)電解池的光電極存在各種各樣的問(wèn)題，如圖1所示，光電極直接插入電解液中，常用膠帶掩模控制電極面積，實(shí)際操作時(shí)很難控制面積的大小，很難比較實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；此外，電極的連線(xiàn)需要用導(dǎo)電銀膠固定，銀膠的固化需要很長(zhǎng)的時(shí)間，導(dǎo)電銀膠會(huì)增加電極的接觸電位，對(duì)電位的測(cè)量有一定的影響。還有，現(xiàn)有的光電極用法蘭密封固定的，光電極的裝配過(guò)程較為繁瑣，實(shí)際操作的要求迫切需要對(duì)現(xiàn)有的光電化學(xué)池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種光電極接觸良好、面積可控和拆卸方便的光電化學(xué)電解池制作方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種用彈簧片作引線(xiàn)的光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)，包括螺桿(I)、支架(2)、光電極(3)、0型導(dǎo)電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺桿(I)固定在支架
(2)上，支架⑵用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺桿⑴抵住光電極
(3)的背面壓緊O型導(dǎo)電密封圈(4);
其特征在于:
還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導(dǎo)電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線(xiàn)與光電化學(xué)儀相連。結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0008]進(jìn)一步的，所述彈簧片(5) —端呈S型，螺桿壓緊光電極后，彈簧片(5)與O型導(dǎo)電密封圈⑷和光電極⑶都能很好的導(dǎo)通。
[0009]進(jìn)一步的，所述光電極(3)與電解液的接觸面積由O型導(dǎo)電密封圈⑷的大小決定，光電極的面積可控。
[0010]進(jìn)一步的，所述O型導(dǎo)電密封圈(4)為導(dǎo)電的硅橡膠密封圈。
[0011]一種單室光電化學(xué)電解池，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，所述接口(6)中插入對(duì)電極(10)和參比電極(11)。
[0012] 一種雙室光電化學(xué)電解池，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，所述接口(6)中插入鹽橋，在另一個(gè)電解池中放置對(duì)電極(10)和參比電極(11)。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明的光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)用彈簧片作引線(xiàn)將片狀的光電極與光電化學(xué)儀相連，O型導(dǎo)電密封圈既能保證光電極與光電化學(xué)儀的有效的連接，又能控制光電極與電解液接觸的面積。
[0014](2)光電極由螺桿鎖緊固定，避免了傳統(tǒng)的用法蘭固定的連接，很容易裝配光電極。
[0015](3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)可以作為單室光電化學(xué)電解池，也可以在接口中插入鹽橋組裝成雙室光電化學(xué)電解池。
[0016]
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1現(xiàn)有商品化光電化學(xué)池中光電極固定的示意圖。
[0018]圖2本發(fā)明中光電化學(xué)池的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3彈簧片與O型導(dǎo)電密封圈和光電極的接觸示意圖。
[0020]圖4用本設(shè)計(jì)的光電化學(xué)池組裝的單室光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖5用本設(shè)計(jì)的光電化學(xué)池組裝的雙室光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]其中，螺桿(I)、支架(2)、光電極(3)、0型導(dǎo)電密封圈(4)、彈簧片(5)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)，法蘭(9)、對(duì)電極(10)，參比電極(11)，光電化學(xué)測(cè)試儀(12)，鹽橋
(13)。
[0023]
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1單室光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)
光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。包括以下幾個(gè)部分:
①光電極與光電化學(xué)池連接部分，在螺桿I鎖緊后，光電極3被壓在O型導(dǎo)電密封圈4和彈簧片5上，使光電極3和彈簧片5導(dǎo)通，通過(guò)光電化學(xué)儀12上工作電極引線(xiàn)的鱷魚(yú)夾夾持住彈簧片5，實(shí)現(xiàn)了光電極3和光電化學(xué)儀12的連接，彈簧片5由自攻螺釘固定在與密封圈4固定槽相連的槽內(nèi)；
②池體部分:由聚四氟乙烯加工而成，一端與光電極3相連，另一端與石英片8相連，中間設(shè)置接口 6，可以固定對(duì)電極10和參比電極11，可以通入氣體；
③螺桿固定部分:在支架2上焊接一個(gè)與螺桿I相匹配的螺母，螺桿I就固定在支架2上，螺桿前進(jìn)時(shí)可以抵住光電極3和O型導(dǎo)電密封圈4接觸，實(shí)現(xiàn)光電解池底座7與光電極3的密封；支架2由螺絲固定在電解池的底座7上。螺桿和支架由不銹鋼制成。
[0026]④光學(xué)系統(tǒng):入射光照射到石英片窗口 8上，光透過(guò)石英窗口 8和光電極3之間的溶液后照射到光電極3上。
[0027]⑤用本設(shè)計(jì)的光電化學(xué)池組裝的單室光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)如圖4所示，以鉬片電極為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極。對(duì)電極和參比電極插入到電解池的接口中組裝成單室光電化學(xué)電解池。
[0028]以組裝的單室光電化學(xué)電解池用于研究光解水產(chǎn)生氫氣過(guò)程為例,光電極由導(dǎo)電玻璃修飾η型半導(dǎo)體TiO2復(fù)合納米材料而成，電解質(zhì)溶液為IM NaOH溶液，光電極作為陽(yáng)極，對(duì)電極作為陰極，光電極在光的照射下產(chǎn)生光生電子，電子通過(guò)電極引線(xiàn)流到對(duì)電極上，使得電極附近的質(zhì)子還原成氫氣。反應(yīng)的過(guò)程為
在光電極上 TiO2+2h υ — 2丨+2Ρ+ (I)
2P++ H2O — 1/2 O2 +2H+ (2)
在鉬電極上 2e+2H+ —H2(3)
總反應(yīng)為:H2O +2h υ — 1/2 O2 2e_ + H2 (4)
實(shí)施例2雙室光電化學(xué)電解池的結(jié)構(gòu)
電解池的光電極的固定方式和實(shí)施例1相同，不同的是在接口中插入鹽橋13，在另一個(gè)電解池中放置對(duì)電極10和參比電極11，構(gòu)成雙室光電化學(xué)電解池，結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0029]本發(fā)明中的陽(yáng)極和陰極系統(tǒng)均為現(xiàn)有的技術(shù)，對(duì)于本領(lǐng)域的研究人員來(lái)說(shuō)對(duì)于陽(yáng)極系統(tǒng)和陰極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是顯而 易見(jiàn)的，例如電解液的選擇等等，通過(guò)對(duì)前文的閱讀，對(duì)各種實(shí)施方式的改變是本領(lǐng)域研究人員所顯而易見(jiàn)的， 申請(qǐng)人:的意圖是保護(hù)光電極引線(xiàn)的方式和光電極的固定方式，所有關(guān)電解池的變化都落在了本發(fā)明專(zhuān)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0030]本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅為對(duì)具體的實(shí)施例加以說(shuō)明，其并非意在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)均與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的理解相同。
【權(quán)利要求】
1.一種用彈簧片作引線(xiàn)光電化學(xué)電解池結(jié)構(gòu)，包括螺桿(I)、支架(2)、光電極(3)、O型導(dǎo)電密封圈(4)、接口(6)、底座(7)、石英窗口(8)及法蘭(9)，所述螺桿(I)固定在支架(2)上，支架⑵用螺絲固定在電解池的底座(7)上，懸掛在底座上的螺桿⑴抵住光電極(3)的背面壓緊O型導(dǎo)電密封圈(4); 其特征在于: 還包括一彈簧片(5)，所述光電極(3)與彈簧片(5)和O型導(dǎo)電密封圈(4)接觸，彈簧片(5)作引線(xiàn)與光電化學(xué)儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述彈簧片(5) —端呈S型，螺桿壓緊光電極后，彈簧片(5)與O型導(dǎo)電密封圈(4)和光電極⑶都能很好的導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光電極(3)與電解液的接觸面積由O型導(dǎo)電密封圈(4)的大小決定,光電極的面積可控。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電解池結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述O型導(dǎo)電密封圈(4)為導(dǎo)電的硅橡膠密封圈。
5.一種單室光電化學(xué)電解池，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，所述接口(6)中插入對(duì)電極(10)和參比電極(11)。
6.一種雙室光電化學(xué)電解池，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電解池結(jié)構(gòu)，所述接口(6)中插入鹽橋(13)，在另一個(gè)電解池中放置對(duì)電極(10)和參比電極(11)。
【文檔編號(hào)】G01N27/28GK103995032SQ201410162050
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】葛存旺, 繆世群, 莫亞梅, 袁國(guó)秋, 繆建文, 闞洪, 朱嶸嶸 申請(qǐng)人:南通大學(xué)