本發(fā)明涉及一種復(fù)合惰性電極、包含復(fù)合惰性電極的電解槽以及形成復(fù)合惰性電極的方法。特別是，本發(fā)明針對(duì)一種用于含有腐蝕性電解液的電解槽的抗腐蝕復(fù)合惰性電極，以及形成抗腐蝕的復(fù)合惰性電極的方法。

背景技術(shù)：

1、在化學(xué)工程領(lǐng)域中，為了制造或精煉等等目的，常會(huì)使用電解法來進(jìn)行非自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。電解法通常在電解槽中進(jìn)行，特別是在含有腐蝕性電解液的電解槽中進(jìn)行。

2、然而，腐蝕性電解液對(duì)于電解槽中的電極具有潛在的傷害，例如在電解過程中，電極材料會(huì)持續(xù)損耗。雖然采用耐腐蝕電極材料可以降低電極材料會(huì)的損耗速率，但由于其價(jià)格昂貴，若大量使用價(jià)格昂貴的耐腐蝕電極材料，其相應(yīng)產(chǎn)生的制造成本增加仍為一待解決的技術(shù)問題。

3、在探尋其它有效的解決方案中，業(yè)界需要一種制作方法簡單、價(jià)廉物美且穩(wěn)定可靠的抗腐蝕電解電極及其制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本案發(fā)明人在竭盡全力地研發(fā)后，提出了一種突破性的復(fù)合惰性電極、包含復(fù)合惰性電極的電解槽以及形成復(fù)合惰性電極的方法。這種突破性的復(fù)合惰性電極，有利于解決目前業(yè)界所面對(duì)的前述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明首先提出一種復(fù)合惰性電極。此復(fù)合惰性電極實(shí)質(zhì)上由電極核心以及包覆電極核心的碳質(zhì)外層所組成。電極核心實(shí)質(zhì)上由陶瓷材料所組成。碳質(zhì)外層為復(fù)合材料，實(shí)質(zhì)上由含碳材料與耐腐蝕金屬所組成。碳質(zhì)外層為非插入型電極材料(non-intercalationelectrode?material)，且此耐腐蝕金屬彼此間互相分離地分散在此含碳材料中。碳質(zhì)外層具有導(dǎo)電性，其電阻率例如小于1×10-3ω·m。

3、本發(fā)明其次提出一種電解槽。此電解槽包含電解液，以及前述的復(fù)合惰性電極。電解液包含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿與氟化物其中的至少一種。此復(fù)合惰性電極中的碳質(zhì)外層直接接觸電解液，以隔離電解液接觸電極核心。

4、本發(fā)明還能提出一種形成復(fù)合惰性電極的方法。首先，提供電極核心。此電極核心實(shí)質(zhì)上由陶瓷材料所組成。其次，在碳源前驅(qū)物的存在下進(jìn)行電鍍沉積反應(yīng)，形成包覆電極核心的碳質(zhì)外層。碳質(zhì)外層實(shí)質(zhì)上由含碳材料與耐腐蝕金屬所組成。碳質(zhì)外層為非插入型電極材料，且耐腐蝕金屬分散在含碳材料中。

5、本發(fā)明所提出的復(fù)合惰性電極，不需要大量使用價(jià)格昂貴的耐腐蝕電極材料，所以能明顯降低本發(fā)明的復(fù)合惰性電極的材料成本。本發(fā)明所提出的形成復(fù)合惰性電極的方法，因?yàn)橹谱鞣椒ê唵危苓M(jìn)一步降低復(fù)合惰性電極的制造成本。還有，本發(fā)明形成復(fù)合惰性電極的方法所產(chǎn)生的碳質(zhì)外層，是一種非插入型的電極材料。這種非插入型的電極材料，不會(huì)與金屬或離子進(jìn)行插入反應(yīng)產(chǎn)生插層化合物或是插層復(fù)合物。所以還能簡化在電解反應(yīng)中電極與電解液之間的化學(xué)反應(yīng)。此外，碳質(zhì)外層為復(fù)合材料，包含含碳材料與分散于其中的耐腐蝕金屬，此耐腐蝕金屬亦能增加碳質(zhì)外層的使用壽命。又，電極核心為陶瓷材料，其支撐力佳、不易損耗且成本低。所以，本案的復(fù)合惰性電極、電解槽及形成復(fù)合惰性電極的方法不啻為一種能展現(xiàn)多種發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的全方位技術(shù)解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合惰性電極，實(shí)質(zhì)上由一電極核心以及包覆該電極核心的一碳質(zhì)外層所組成，其中：

2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合惰性電極，其中該耐腐蝕金屬選自由釕金屬、銠金屬、鈀金屬、銀金屬、鋨金屬、銥金屬、鉑金屬、金、鎳金屬、鉭金屬、鈦金屬所組成的一群組。

3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合惰性電極，其中該含碳材料包含碳、石墨烯、還原型氧化石墨烯與氧化石墨烯其中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合惰性電極，其中該耐腐蝕金屬與該含碳材料形成一合金。

5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合惰性電極，其中該碳質(zhì)外層直接整體裹覆該電極核心。

6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合惰性電極，其中該碳質(zhì)外層是一復(fù)合層，裹覆該電極核心。

7.一種電解槽，包含：

8.如權(quán)利要求7所述的電解槽，其中該復(fù)合惰性電極的數(shù)量大于1，且該些復(fù)合惰性電極的其中一些被配置于接受正電壓，該些復(fù)合惰性電極的其中另一些被配置于接受負(fù)電壓。

9.一種形成復(fù)合惰性電極的方法，包含：

10.如權(quán)利要求9所述的形成復(fù)合惰性電極的方法，其中該陶瓷材料的莫式硬度高于該碳質(zhì)外層的莫式硬度。

技術(shù)總結(jié)
一種復(fù)合惰性電極，實(shí)質(zhì)上由電極核心以及包覆電極核心的碳質(zhì)外層所組成。電極核心實(shí)質(zhì)上由陶瓷材料所組成。碳質(zhì)外層實(shí)質(zhì)上由含碳材料與耐腐蝕金屬所組成。碳質(zhì)外層為非插入型電極材料，且耐腐蝕金屬分散在此含碳材料中。

技術(shù)研發(fā)人員：廖振宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：富宸材料國際股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14