CN215163198U - 一种氧还原制备双氧水的新型电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧还原制备双氧水的新型电极，涉及电解法生产双氧水，包括空心管导电电极、电极柱、导气管、抗腐蚀层、催化剂层及密封装置，电极柱为空心状，其内部设有用于氧气通过的导气管，导气管的上部连接有空心管导电电极，空心管导电电极的顶部设有氧气入口，电极柱与导气管的底部设有催化剂层，催化剂层的底部设有固定催化剂层的密封装置，电极柱的外设有抗腐蚀层，通过对阴极氧气鼓入方式的改进，使其能够充分对摄入的氧气进行吸附和反应，提高了氧还原反应阴极的反应活性，具有结构简单、成本低及推广价值高的特点。

Description

一种氧还原制备双氧水的新型电极

技术领域

本实用新型涉及电解法生产双氧水，具体涉及一种氧还原制备双氧水的新型电极。

背景技术

双氧水是公认的低毒物质，由于其分解产物为水和氧气，因此作为一种绿色的消毒剂广泛应用于人类生活的各个领域，例如工业漂白、外科消毒等。制备双氧水的方法有蒽醌法，直接合成法，电化学氧还原法等。

目前还是以传统的蒽醌法为主，但其成本高，污染严重的问题不符合绿色化学的理念；直接合成法虽然理论原子转化率可以达到100%，但是其爆炸的风险不可避免，同时存在催化剂催化效率越高，风险越大的问题；电化学氧还原法，利用电化学的方式将氧气进行选择性的还原，安全性高，成本低，是一种很有潜力的制备双氧水的方式，但是对于催化剂的要求高，产物浓度也较低，电化学氧还原法制备双氧水存在主要的问题是氧气作为反应物不能很好的溶解到电解质中，导致电化学氧气参与的反应量非常的少，影响了其反应进程，目前，主要的解决方案是通过对电解质的调控增加溶液的氧容量，进而提高反应物参与反应的量，一般是通过加入有机溶剂的方式，但是通过这些调控，又存在电解液的导电性问题，而且还会产生一些电解液的污染。因此，通过其他方式来改变反应物（氧气）参与反应的量尤为重要。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种氧还原制备双氧水的新型电极，通过将阴极氧气直接穿过催化剂层方式，提高氧还原反应阴极的反应活性，具有结构简单、成本低及推广价值高的特点。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于包括空心管导电电极、电极柱、导气管、抗腐蚀层、催化剂层及密封装置，所述电极柱为空心状，其内部设有用于氧气通过的导气管，所述导气管的上部连接有空心管导电电极，所述空心管导电电极的顶部设有氧气入口，所述电极柱与导气管的底部设有催化剂层，所述催化剂层的底部设有固定催化剂层的密封装置，所述电极柱的外设有抗腐蚀层。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于包括密封盖板，所述密封盖板的直径大小与电极柱的内径大小相匹配，所述电极柱顶部的入口设有密封盖板，所述空心管导电电极穿过密封盖板伸入电极柱内与导气管相连接。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述电极柱的为圆环形电极柱，所述电极柱的直径大于导气管的直径。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述催化剂层的直径大于电极柱的直径，所述密封装置为橡胶圈，所述橡胶圈的直径大于催化剂层的直径。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述催化剂层为在载体上涂敷催化剂的一层。

所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述电极柱的底部为电极柱底环，所述导气管的底部为导气管底环，所述抗腐蚀层与电极柱底环及导气管底环均在一个平面。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果：

1）采用本实用新型的技术方案，阴极的氧气通过空心管导电电极可以完全经过导气管到达催化剂层，并且完全穿过催化剂层，使得其完全与催化剂层接触，有效的使反应物充分进行反应，使得催化反应进行的更加彻底，提高了氧还原制备双氧水阴极的反应活性；

2）本实用新型具有结构简单、成本低及推广价值高的特点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的仰视结构示意图；

图3为本实用新型中抗腐蚀层和催化剂层的结构示意图；

图4为本实用新型中密封装置的结构示意图。

图中：1-空心管导电电极；2-电极柱；3-导气管；4-抗腐蚀层；5-电极柱底环；6-导气管底环；7-催化剂层；8-密封装置；9-密封盖板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型所保护的范围不限于所述范围。

如图1-4所示，一种氧还原制备双氧水的新型电极，包括空心管导电电极1、电极柱2、导气管3、抗腐蚀层4、催化剂层7及密封装置8，电极柱2为圆环空心状，其内部设有用于氧气通过的导气管3，其中电极柱2的直径大于导气管3的直径，导气管3的上部连接有空心管导电电极1，电极柱2顶部的入口设有密封盖板9，密封盖板9的外径小于电极柱2的内径，电极柱2顶部的入口设有密封盖板9，空心管导电电极1穿过密封盖板9伸入电极柱2内与导气管3相连接。

本实用新型的一种氧还原制备双氧水的新型电极，空心管导电电极1和电极柱2采用耐腐蚀金属，例如Ti，Ni、Ni-Cr-Mo合金、Ni-Cu合金或铁基合金，优先选用Ni-Cu合金；导气管3采用抗酸碱聚合物材料，如PET、PI、PVDF或PTFE，优选PTFE。

本实用新型的一种氧还原制备双氧水的新型电极，空心管导电电极1的顶部设有氧气入口，其中空心管导电电极1的另一个作用是与电极连接，电极柱2与导气管3的底部设有催化剂层7，催化剂层7的底部设有固定催化剂层的密封装置8，可采用NBR，SBR或FFKM，优先选择SBR，本实施例中密封装置8为橡胶圈，电极柱2的外设有抗腐蚀层4，本实施例中电极柱2的底部为电极柱底环5，导气管3的底部为导气管底环6，抗腐蚀层4与电极柱底环5及导气管底环6均在同一个平面。

本实用新型的一种氧还原制备双氧水的新型电极，催化剂层7为在载体上涂敷催化剂的一层，其中载体可以为碳纸，碳布或多孔金属材料，如Ni foam，Cu foam等，优选碳纸；抗腐蚀层4采用PPS、PVC材料，优选PVC材料，抗腐蚀层4一方面作为绝缘层，另一方面也作为整个电极的支撑；

本实用新型的一种氧还原制备双氧水的新型电极，催化剂层的直径大于电极柱2的直径，密封装置8直径大于催化剂层7的直径，一方面起到密封液体的作用，另一方面防止气体从抗腐蚀层4的底部边缘漏出。

具体地，从空心管导电电极1通入的氧气可以完全经过导气管3到达催化剂层7，并且完全穿过催化剂层7，使得通入的氧气完全与催化剂层7接触，有效的使反应物充分进行反应，使得催化反应进行的更加彻底，提高了氧还原制备双氧水阴极的反应活性。

Claims (6)

1.一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于包括空心管导电电极（1）、电极柱（2）、导气管（3）、抗腐蚀层（4）、催化剂层（7）及密封装置（8），所述电极柱（2）为空心状，其内部设有用于氧气通过的导气管（3），所述导气管（3）的上部连接有空心管导电电极（1），所述空心管导电电极（1）的顶部设有氧气入口，所述电极柱（2）与导气管（3）的底部设有催化剂层（7），所述催化剂层（7）的底部设有固定催化剂层的密封装置（8），所述电极柱（2）的外设有抗腐蚀层（4）。

2.根据权利要求1所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于包括密封盖板（9），所述密封盖板（9）的直径大小与电极柱（2）的内径大小相匹配，所述电极柱（2）顶部的入口设有密封盖板（9），所述空心管导电电极（1）穿过密封盖板（9）伸入电极柱（2）内与导气管（3）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述电极柱（2）的为圆环形电极柱，所述电极柱（2）的直径大于导气管（3）的直径。

4.根据权利要求1所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述催化剂层的直径大于电极柱（2）的直径，所述密封装置（8）为橡胶圈，所述橡胶圈的直径大于催化剂层（7）的直径。

5.根据权利要求1或4所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述催化剂层（7）为在载体上涂敷催化剂的一层。

6.根据权利要求1所述的一种氧还原制备双氧水的新型电极，其特征在于所述电极柱（2）的底部为电极柱底环（5），所述导气管（3）的底部为导气管底环（6），所述抗腐蚀层（4）与电极柱底环（5）及导气管底环（6）均在一个平面。

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