CN106917103B - 一种石墨电极及其制备方法以及二氧化碳发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨电极及其制备方法以及二氧化碳发生器，其中石墨电极包括下述重量组成：其中，所述粘结剂包括酚醛树脂、双酚A环氧树脂和脲醛树脂中的至少一种；所述第一添加剂选自聚乳酸、碳酸酯、单糖、低聚糖和聚丙烯酸甲酯中的至少一种；所述第二添加剂选自炭黑、碳纳米管、碳化硅、氮化硼、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、碳酸钙、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。本发明电解所得到的气体中二氧化碳含量高达10v％以上，且产气量稳定；尤其适合作为灭蚊设备和植物生长设备中的耗材配套使用，更换方便，节能降耗效果好，环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨电极及其制备方法以及二氧化碳发生器。
背景技术
石墨作为电极用于电解产生二氧化碳，所电解产出的气体中二氧化碳的含量在1～2v％之间，二氧化碳浓度很低。如果作为蚊虫的引诱剂使用，常规的石墨极二氧化碳发生器所产生的二氧化碳的浓度不能有效吸引蚊虫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种在同样的电解条件下能大幅度提高电解气体中二氧化碳浓度的石墨电极。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种在同样的电解条件下能大幅度提高电解气体中二氧化碳浓度的石墨电极的制备方法。
本发明所要解决的再一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种电解气体中二氧化碳浓度高达10v％的二氧化碳发生器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该石墨电极，其特征在于包括下述重量组成：
其中，所述粘结剂包括酚醛树脂、双酚A环氧树脂和脲醛树脂中的至少一种；
所述第一添加剂选自聚乳酸、碳酸酯、单糖、低聚糖和聚丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述第二添加剂选自炭黑、碳纳米管、碳化硅、氮化硼、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、碳酸钙、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。
还包括六亚甲基四胺；所述六亚甲基四胺的用量为所述粘结剂用量的5～15wt％。
上述石墨电极的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
将各物料混合均匀后在100～300℃、10-60MPa下在模具中热压固化成型，即得到石墨电极。
使用上述各方案中的石墨电极的二氧化碳发生器，其特征在于包括用于盛放电解液的盒体，所述盒体的上端口上密封连接有隔板，石墨电极和阴极板，所述石墨电极和阴极板连接电解电路；所述隔板上设有排气孔。
优选将所述盒体容置在箱体内，所述电解电路容置在所述箱体内并位于所述盒体外；所述箱体内还设有用于向所述电解电路供电的蓄电池，所述箱体的侧壁上设有向所述蓄电池充电的充电接口；所述箱体的顶面上设有出气孔，所述出气孔连通所述排气孔。这样盒体可单独作为耗材更换使用，节能降耗效果好，环境友好。
优选所述阴极板的横截面为“U”形，所述阴极板环抱在所述石墨电极外，两者分别电连接所述电解电路上的负极和正极。
为方便根据需要控制二氧化碳的产生量，可以在所述箱体上设有用于控制所述电解电路输出电流强度的电流调节开关。通过调节输出电流强度来控制二氧化碳生成量，控制容易方便，使用安全。
作为上述各方案的进一步改进，所述箱体可以包括底座和可拆卸扣盖在所述底座上的箱盖；所述隔板将所述箱体分隔为上腔体和下腔体；所述盒体、蓄电池以及电解电路容置在所述下腔体内；所述隔板上设有连通所述排气孔和所述上腔体的通气孔；所述出气孔有多个，沿所述箱体的周缘均匀布置。该方案在更换二氧化碳发生器时可以只更换盒体及其内的电解部件，节能降耗效果好，环境友好。
还可以在所述盒体上设有用于向所述盒体内加注电解液的注液口；这样在使用时将电解液加注到盒体内，方便运输，进一步保证了运输和贮存的安全性。
上述二氧化碳发生器中的电解液可以根据需要选用现有技术中的任意一种，优选所述盒体内盛有电解液，所述电解液为硫酸盐和/或碳酸氢盐的水溶液，所述电解液中还含有0～10wt％的葡萄糖，所述电解液的pH值为6～9。使用该方案中的电解液能够配合石墨电极，提高电解气中二氧化碳的含量；尤其是添加了葡萄糖后，能使电解气中二氧化碳的含量提高2v％左右。
与现有技术相比，本发明所提供的石墨电极作为二氧化碳发生器电解池中的阳极板使用，电解所得到的气体中二氧化碳含量高达10v％以上，且产气量稳定；尤其适合作为灭蚊设备和植物生长设备中的耗材配套使用，更换方便，节能降耗效果好，环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例1装配结构的立体示意图；
图2为本发明实施例1分解结构的立体示意图；
图3为图1的纵向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1至图3所示，该二氧化碳发生器包括：
盒体1，用于盛放电解液、石墨电极2和阴极板3，本实施例中的盒体1为敞口容器，其上端口通过密封圈12密封连接隔板13，隔板13将箱体5的内腔分隔为相互隔离的下腔体56和上腔体55；隔板上设有连通盒体1的内腔的排气孔11，以及分别连接电解电路4的正极接线柱14和负极接线柱15，正极接线柱14电连接石墨电极2，负极接线柱15电连接阴极板3。
本实施例中阴极板3的横截面为“U”形，环抱在石墨电极2外。
箱体5，包括底座57和可拆卸地扣盖在底座57上的箱盖58，箱体5的内腔被隔板13分隔为下腔体56和上腔体55；其中上腔体55为储气腔，用于储存、缓冲排气孔11所送来的电解气体。
盒体1、蓄电池6以及电解电路4容置在下腔体56内；蓄电池6电连接电解电路4，箱体5的侧壁上设有用于向蓄电池6充电的充电接口52以及用于控制电解电路4的电流强度的电流调节开关53。
正极接线柱14和负极接线柱15均电连接电解电路4。
箱体5的顶面上设有多个连通上腔体55的出气孔51，各出气孔51沿箱体5的周缘均匀布置。
本实施例在盒体1内加注了电解液，电解液硫酸钠和葡萄糖的水溶液；硫酸钠的浓度为5wt％，葡萄糖的浓度为2wt％，电解液的pH值为7。硫酸钠还可以采用碳酸氢钠、硫酸钾、碳酸氢钾等盐代替。
盒体内也可以不加注电解液，在箱体上设有连接盒体内腔的注液管(图中未示出)，用户可在使用时自行通过注液管向盒体内加注电解液。
本实施例中的石墨电极2的制备方法如下：
按下述配方取各物料：
其中，粘结剂为热塑性酚醛树脂2123，第一添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，第二添加剂为硬脂酸。
上述各物料均未粉末状。
将各物料混合均匀后，在200℃、40MPa下在模具中热压固化成型，即得到石墨电极2。
实施例2至8
实施例2至4中二氧化碳发生器的结构与实施例1相同，不同点为电解液的组成以及石墨电极的组成有差异。具体如表1所示。表1各实施例中的石墨为余量，即石墨量补足后为100％。
对比例
对比例所使用的二氧化碳发生器与实施例1的结构相同，不同点为所使用的石墨电极为现有技术中常规的石墨电极，电解液为水。
表1
在同样电流下，测试实施例1至实施例8以及对比例，收集电解所产生的气体，对气体进行分析，实施例1至实施例8产气1L升，其中二氧化碳的浓度为10v％～12v％；对比例收集到气体1升，二氧化碳的浓度为1v％。
Claims (10)
1.一种二氧化碳发生器，其特征在于包括用于盛放电解液的盒体(1)，所述盒体(1)的上端口上密封连接有隔板(13)，石墨电极(2)和阴极板(3)，所述石墨电极(2)和阴极板(3)连接电解电路(4)；所述隔板(13)上设有排气孔(11)；
所述石墨电极包括下述重量组成：
石墨粉 50%~90%
粘结剂 10%~40%
第一添加剂 1%~30%
第二添加剂 0.1%~10%
各物质用量的总和不超过100%；
其中，所述粘结剂选自酚醛树脂、双酚A环氧树脂和脲醛树脂中的至少一种；
所述第一添加剂选自聚乳酸、碳酸酯、单糖、低聚糖和聚丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述第二添加剂选自炭黑、碳纳米管、碳化硅、氮化硼、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、碳酸钙、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述盒体(1)容置在箱体(5)内，所述电解电路(4)容置在所述箱体(5)内并位于所述盒体(1)外；所述箱体(5)内还设有用于向所述电解电路(4)供电的蓄电池(6) ，所述箱体(5)的侧壁上设有向所述蓄电池(6)充电的充电接口(52)；所述箱体(5)的顶面上设有出气孔(51)，所述出气孔(51)连通所述排气孔(11)。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述阴极板(3)的横截面为“U”形，所述阴极板(3)环抱在所述石墨电极(2)外，两者分别电连接所述电解电路上的负极和正极。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述箱体(5)上设有用于控制所述电解电路(4)输出电流强度的电流调节开关(53)。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述箱体(5)包括底座(57)和可拆卸扣盖在所述底座(57)上的箱盖(58)；所述隔板(13)将所述箱体分隔为上腔体(55)和下腔体(56)；所述盒体(1)、蓄电池(6)以及电解电路(4)容置在所述下腔体(56)内；所述隔板(13)上设有连通所述排气孔(11)和所述上腔体(55)的通气孔(57)；所述出气孔(51)有多个，沿所述箱体(5)的周缘均匀布置。
6.根据权利要求5所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述盒体(1)上设有用于向所述盒体(1)内加注电解液的注液口。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述盒体(1)内盛有电解液，所述电解液为硫酸盐和/或碳酸氢盐的水溶液，所述电解液中还含有0~10wt%的葡萄糖，所述电解液的pH值为6~9。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述石墨电极还包括六亚甲基四胺；所述六亚甲基四胺的用量为所述粘结剂用量的5~15wt%。
9.如权利要求1所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述石墨电极的制备方法包括下述步骤：
将各物料混合均匀后在100~300℃、10-60MPa下在模具中热压固化成型，即得到石墨电极。
10.根据权利要求8所述的二氧化碳发生器，其特征在于所述石墨电极的制备方法包括下述步骤：
将各物料混合均匀后在100~300℃、10-60MPa下在模具中热压固化成型，即得到石墨电极。
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