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掺硼金刚石/石墨复合电极、双电池反应器

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2023-07-01 16:36:29

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-08-02 10:18:54
本实用新型提供了一种掺硼金刚石/石墨复合电极,包括石墨基体以及依次层叠设置于所述石墨基体上的硅碳化合物层和掺硼金刚石层。由于硅碳化合物的热膨胀系数在石墨和掺硼金刚石的热膨胀系数的中间值范围内,因此硅碳化合物作为中间过渡层使得掺硼金刚石/石墨复合电极各层之间的热膨胀系数之差变小。最终降低了热残余应力对膜基结合力的影响,提高了掺硼金刚石/石墨复合电极的膜基结合力,具有很强的实用性。本实用新型还提供了一种双电池反应器。
1 .一种掺硼金刚石/石墨复合电极,其特征在于,包括石墨基体以及依次层叠设置于所述石墨基体上的硅碳化合物层和掺硼金刚石层。 2 .如权利要求1所述的复合电极,其特征在于,所述硅碳化合物层的厚度为200nm-1μm。 3 .如权利要求2所述的复合电极,其特征在于,所述硅碳化合物层的厚度为300nm800nm。 4 .如权利要求1所述的复合电极,其特征在于,所述掺硼金刚石层的厚度1μm-5μm。 5 .如权利要求4所述的复合电极,其特征在于,所述掺硼金刚石层的厚度2μm-4μm。 6 .一种用于污水处理的双电池反应器,其特征在于,包括工作电极、对电极和参比电极,所述工作电极包括如权利要求1-5任一项所述的掺硼金刚石/石墨复合电极。

电化学高级氧化法在处理高浓度有机废水中因其高能耗、低成本、无二次污染等优点受到学者们的普遍关注。电化学高级氧化技术的关键是寻找合适的电极。而掺硼金刚石/石墨复合电极因其良好的电化学特性、低廉的价格、稳定的化学性质、高析氧过电位等优点,成为了工业化电极的理想选择。但掺硼金刚石和石墨基体之间的结合力是影响复合电极使用寿命的主要因素之一。

目前,有人在掺硼金刚石/石墨复合电极中添加钨碳化合物来降低化学气相沉积制备掺硼金刚石的过程中活性氢离子对衬底石墨的刻蚀作用。但钨碳化合物与掺硼金刚石和石墨的热膨胀系数差别较大,在残余应力的作用下仍然容易导致薄膜脱落。其次,钨源易污染腔室、堵塞管道,破坏设备的正常使用。

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本实用新型第二方面提供了一种用于污水处理的双电池反应器,包括工作电极、对电极和参比电极,所述工作电极包括本实用新型第一方面提供所述的掺硼金刚石/石墨复合电极。

本实用新型第二方面提供的一种用于污水处理的双电池反应器,通过利用本实用新型第一方面提供的掺硼金刚石/石墨复合电极,使得石墨复合电极的膜基结合力得到极大地提高,从而进一步地提高了双电池反应器的工作寿命,提高了污水处理的能力,具有极大的实用性。

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以上对本实用新型实施方式所提供的内容进行了详细介绍,本文对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述与说明,以上说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。