一種高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電催化實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置。本發(fā)明主要適用于環(huán)境分析、環(huán)境檢測、污水處理過程中電催化電極研發(fā)過程中的小試實(shí)驗(yàn)或中試實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]用化學(xué)或物理方法對電極表面進(jìn)行修飾，形成具有特定功能的表面涂層，經(jīng)過這種處理的電極就是化學(xué)修飾電極。化學(xué)修飾電極自問世以來經(jīng)過三十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為令整個(gè)化學(xué)界矚目的非常活躍的電化學(xué)研究熱點(diǎn)。大量的研究工作表明，化學(xué)修飾電極已經(jīng)成為有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、環(huán)境化學(xué)以及生物化學(xué)等學(xué)科中嶄新的研究手段，在光電化學(xué)、電催化、有機(jī)合成、微量物質(zhì)定性定量檢測分析，痕量物質(zhì)的富集與檢測、電化學(xué)傳感等諸多方面有著巨大的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用潛力。
[0003]電催化電極是化學(xué)修飾電極中的重要成員。目前對于電催化過程的認(rèn)識基本統(tǒng)一在:底物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物種使底物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變，一般認(rèn)為電極和催化材料的作用產(chǎn)生超氧自由基(.02)、Η202、羥基自由基(?0Η)等活性集團(tuán)來氧化水體中的有機(jī)物。由于電催化氧化過程本身的復(fù)雜性，不同的研究者針對不同的有機(jī)物降解過程提出了不同的氧化機(jī)理，但人們普遍認(rèn)為在電催化體系中有強(qiáng)氧化性的活性物種存在，這些活性物種包括Η202、03、.0H, HO2, O2以及溶劑化電子等。
[0004]電催化電極是使電極、電解質(zhì)界面上的電荷轉(zhuǎn)移加速反應(yīng)的一種電極材料，在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用面最廣，主要集中在環(huán)境微污染物檢測和污水電催化處理方面，而電化學(xué)反應(yīng)通常在電極/溶液界面的電極表面上發(fā)生，因此，電極材料是實(shí)現(xiàn)電催化過程的核心，處于支配地位。電極的性能則成為電催化過程中非常重要的因素。目前已知電催化電極表面材料主要涉及過渡金屬及半導(dǎo)體化合物；基礎(chǔ)電極一般采用貴金屬電極(如Ti)和碳電極(如石墨、玻碳等)；常用的電催化電極載體多為聚合物膜和一些無機(jī)物膜。
[0005]電催化電極是電催化技術(shù)的核心，然而目前對于電催化電極的研究還不夠深度，對電催化機(jī)理尚不完全清楚，因此，對于電極材料的篩選和優(yōu)化目前還處在實(shí)驗(yàn)階段，還缺乏理論指導(dǎo)。目前，影響電催化技術(shù)發(fā)展的主要因素是:在最佳反應(yīng)條件下，高活性和高選擇性電催化電極的篩選以及研發(fā)周期的縮短。因?yàn)楦呋钚噪姶呋姌O的篩選是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要很長的時(shí)間才可以完成。近年來，電化學(xué)工作者開發(fā)了一些用于電極檢測的新型技術(shù)，如發(fā)明CN201310048727.2公開了一種電極評價(jià)裝置和電極評價(jià)方法，包括電位控制裝置和阻抗取得裝置，但該裝置僅能單次評價(jià)電極的阻抗特性，應(yīng)用范圍和評價(jià)通量較少；專利CN201110402745.7公開了一種氧化物半導(dǎo)體電極的評價(jià)方法、評價(jià)裝置和制造裝置，主要借助拉曼光譜法評價(jià)染料的吸收量，該方法需借助大型儀器，運(yùn)行成本較高；專利CN201210332427.2公開了一種用于高效評價(jià)光電催化反應(yīng)效率的水力波輪盤反應(yīng)器，能即時(shí)評價(jià)電極材料的光電催化性能，但其評價(jià)通量不高，評價(jià)對象是光電催化性能而非電催化性能。綜上，以高通量的形式評價(jià)電催化電極的方法和設(shè)備較為缺乏，亟待開發(fā)新型的篩選評價(jià)裝置用于電催化電極材料的高效評價(jià)以便于篩選出合適的電極材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而做出的，本發(fā)明的目的在于提供一種高效便捷的高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一技術(shù)方案的，其特征在于，所述的一種高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置是由上蓋板、基座、陰極密封板、陰極接線柱、毛細(xì)反應(yīng)池、陽極鈦箔、陽極接線柱、進(jìn)樣管、出液管、收集管構(gòu)成，其中，上蓋板和基座均為聚甲基丙烯酸甲酯材質(zhì)，上蓋板為可分離結(jié)構(gòu)，兩側(cè)各嵌有一片可分離的子板，每塊子板上開有56條寬1mm，長20mm，深5mm的凹槽，可與光滑平整的基座緊密結(jié)合作為毛細(xì)反應(yīng)池，可容納絲狀電催化電極形成反應(yīng)體系，絲狀電催化電極通過上、中、下三個(gè)鎖環(huán)固定于毛細(xì)反應(yīng)池頂部，陽極接線柱以螺栓固定于上蓋板左側(cè)，兩片子板之間，并與陽極鈦箔連通，陽極鈦箔覆蓋于上蓋板表面，經(jīng)子板與上蓋板間的接縫處壓入毛細(xì)反應(yīng)池，并與絲狀電催化電極連接導(dǎo)通，陰極接線柱固定于以螺栓固定于上蓋板右側(cè)，兩片子板之間，并與陰極密封板相連通，陰極密封板正反面以環(huán)氧樹脂膠分別與上蓋板和基座密封，同時(shí)兼做電催化陰極與絲狀電催化電極形成陰陽電極對，進(jìn)樣管進(jìn)樣管與毛細(xì)反應(yīng)池前的導(dǎo)流管連接，用來導(dǎo)入含降解底物的溶液，出液管與梭形儲(chǔ)液管相連，用于導(dǎo)出經(jīng)電催化處理后的底物溶液，并匯入收集管以備分析。
[0008]本發(fā)明的第二技術(shù)方案的，在第一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，限定所述裝置需配合進(jìn)樣系統(tǒng)和分析檢測系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行。進(jìn)樣系統(tǒng)主要由微量柱塞栗、針型閥和質(zhì)量流量計(jì)組成，其作用是將含降解底物的溶液精確定量后注入到反應(yīng)系統(tǒng)中；分析系統(tǒng)由旁路切換閥，高效液相色譜及工作站組成，可選擇性檢測高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置流出液的瞬時(shí)濃度。
【附圖說明】
[0009]為更清楚地說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，下面對【具體實(shí)施方式】部分的描述中使用到的附圖作簡單說明。
[0010]圖1為高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0011]1-上蓋板、2-基座、3-陰極密封板、4-陰極接線柱、5-毛細(xì)反應(yīng)池、6-陽極鈦箔、
7-陽極接線柱、8-進(jìn)樣管、9-出液管、10-收集管；
[0012]圖2為毛細(xì)反應(yīng)池連接結(jié)構(gòu)的示意圖，其中【附圖說明】如下:
[0013]11-導(dǎo)流管、12-反應(yīng)池體、13-梭形儲(chǔ)液管、14-絲狀電催化電極、15-鎖環(huán)；
[0014]圖3為高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置作為反應(yīng)系統(tǒng)，與進(jìn)樣系統(tǒng)和分析系統(tǒng)連用的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016]實(shí)施例1
[0017]如圖1和圖2所示，一種高通量電催化電極篩選評價(jià)裝置，其特征在于該裝置由上蓋板1、基座2、陰極密封板3、陰極接線柱4、毛細(xì)反應(yīng)池5、陽極鈦箔6、陽極接線柱7、進(jìn)樣管8、出液管9、收集管10構(gòu)成，其中，上蓋板I和基座