CN102174731B - 一种电化学还原的染色装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电化学还原的染色装置，包括一个阳极、一个阴极以及将所述阳极与阴极隔离的离子交换膜，所述的离子交换膜与阳极、阴极之间分别形成阳极区和阴极区，其中阴极为离心内吸式阴极，离心内吸式阴极包括电极片和电极卡槽，电极片为圆形的锯齿状叶轮，电极卡槽为圆形，电极片和电极卡槽均与转动装置相连，而且其转动方向相反；另外，在阴极区中安装有搅拌装置和与还原电位计相连的电极棒。本发明的装置提高了电流效率，加快了电解还原染料的速率，适合于工业中使用。

Description

一种电化学还原的染色装置
技术领域
本发明属于染色装置领域，特别是涉及一种电化学还原的染色装置。
背景技术
还原染料大都属于多环芳香族化合物，结构中不含有磺酸基、羧酸基等水溶性基团，需要经过还原过程生成可溶性的隐色体钠盐才能够上染到纤维中去。在传统工艺中，大都使用保险粉作为其还原剂，但它在工业上会产生大量含硫酸盐的废水，同时还会分解产生硫化氢等酸性气体，不符合绿色化学的要求。
传统的还原染料染色方法对环境产生了较大的危害，因此，近年来人们在研究开发一些新型还原染色技术，其中清洁干净，易于实现自动控制的媒介电化学还原染料染色术是目前还原染料染色方法中最具吸引力的研究方向之一。但由于媒介只有和阴极表面接触才能得到电子，因此电流效率较低，还原时间较长，虽然香港杨立坚提出采用多阴极的形式(CN1644790A，2005年7月27日)，可以提高电解面积，加快还原速度，但这要求在实际生产中，要提供多个电源作为供电电源，同时也造成生产成本中电力消耗过大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电化学还原的染色装置，该装置加快了电解还原染料的速率，同时提高了电流效率，适合于工业中使用。
本发明的一种电化学还原的染色装置，包括一个阳极、一个阴极以及将所述阳极与阴极隔离的离子交换膜，所述的离子交换膜与阳极、阴极之间分别形成阳极区和阴极区，上述的阴极为离心内吸式阴极。
上述的离心内吸式阴极包括电极片和电极卡槽，其中电极片为圆形的锯齿状叶轮，电极卡槽为圆形。
上述的电极片和电极卡槽均与转动装置相连接，而且其转动方向是相反的。
上述的一种电化学还原的染色装置的阴极区中安装有搅拌装置。
上述的一种电化学还原的染色装置的阴极区中有电极棒，该电极棒与还原电位计相连。
在阴极电极结构上，主要由两部分组成，电极片和电极卡槽。电极片形状被设计成圆形的锯齿形状叶轮，电极卡槽是圆形，其中黑色部分是实心的，其余是空心的(见图1)。
在使用上，电极片和电极卡槽分别与转动装置相连，而且其转动方向是相反的，阴极电解液在瞬间会被吸入到电极片中，而后由于离心运动即被甩出，加大了阴极电解液和电极片的接触频率与次数，从而提高了电化学还原速率和效率。
阴极区中增设有搅拌棒，该搅拌棒与一高速转动搅拌装置相连。促使电解液通过对流方式冲击到阴极板上，达到阴极电解液快速进出电极片与卡槽之间的空间，提高电化学还原速率。
阴极区中增设有电极棒，该电极棒与一还原电位计相连，可以在线实时监测电解液中的还原电位，避免由于还原电位过高而引起过度还原。
本发明将阴极电极设计成离心内吸式，既能提高了染料与媒介之间相互接触的机率，加快电解还原速率，而且在电解还原时，可以降低工作电压，减少了电解水的副反应，提高电流利用效率。同时由于电解池增加了一套高速搅拌装置，促进染液通过对流的运动形式冲击到阴极表面，从而加快还原速率。
有益效果
1、本发明提高了染料与媒介之间相互接触的机率，加快电解还原染料的速率，同时提高电流效率。
2、本发明的装置可用于还原染料，硫化染料的还原染色，适合于工业中使用。
附图说明
图1为本发明的电化学还原装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本发明的一种电化学还原的染色装置，包括一个阳极、一个离心内吸式阴极以及将所述阳极与阴极隔离的离子交换膜，所述的离子交换膜与阳极、阴极之间分别形成阳极区和阴极区，其中离心内吸式阴极包括电极片和电极卡槽，电极片为圆形的锯齿状叶轮，电极卡槽为圆形，电极片和电极卡槽均与转动装置相连接，而且其转动方向是相反的。阴极区中安装有搅拌装置和电极棒，该电极棒与还原电位计相连，可以在线实时监测电解液中的还原电位，避免由于还原电位过高而引起过度还原。
将本发明的装置和普通的多阴极电化学还原装置分别还原相同浓度的靛蓝，对在同一条件下：包括还原时间、电流效率进行对比测试，其结果如下：
Figure BDA0000048940670000031

Claims (3)

1.一种电化学还原的染色装置，包括一个阳极、一个阴极以及将所述阳极与阴极隔离的离子交换膜，所述的离子交换膜与阳极、阴极之间分别形成阳极区和阴极区，其特征在于：所述的阴极为离心内吸式阴极；所述的离心内吸式阴极包括电极片和电极卡槽，其中电极片为圆形的锯齿状叶轮，电极卡槽为圆形；所述的电极片和电极卡槽均与转动装置相连接，而且其转动方向是相反的。
2.根据权利要求1所述的一种电化学还原的染色装置，其特征在于：所述的阴极区中安装有搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的一种电化学还原的染色装置，其特征在于：所述的阴极区中有电极棒，该电极棒与还原电位计相连。
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