[发明专利]共阴极超声电化学装置

说明书

本发明公开了一种共阴极超声电化学装置，包括电解槽、阴极板、阳极板、超声换能器、超声电源、直流电源，电解槽内设置有阴极板与阳极板，阴极板与阳极板间隔一定的距离，阴极板的一侧固定设置有超声换能器，超声换能器设置在密封盖与阴极板之间，密封盖覆盖在超声换能器上并与阴极板密封为一体；超声换能器由前盖板、中心电极、后盖板、第一压电晶片、第二压电晶片组成；超声换能器与超声电源连接，超声电源与直流电源连接。本发明加速液相质量转递，加快反应速率，增强电化学发光，改变电化学反应产率等作用，更好的发挥超声电化学的效能。

技术领域

本发明涉及高级氧化化学技术领域，具体涉及一种共阴极超声电化学装置。

背景技术

近年来超声电化学的研究发展很快.超声与电化学的结合具有许多潜在的优点,这些优点包括电极表面的清洗和除气、电极表面的去钝化、电极表面的侵蚀; 加速液相质量转递; 加快反应速率; 增强电化学发光 ; 改变电合成反应的产率等（张成孝.超声电化学及其研究进展[J]. 陕西师范大学学报(自然科学版)，2001,29（2）：103-109）。

目前，超声电化学反应器大体可分为超声浴槽和探针系统两种类型,两种装置各有特点（程敬泉 , 姚素薇. 超声波在电化学中的应用[J]. 电镀与精饰，2005,27（1）：17-19）。

利用超声浴槽构建的超声电化学反应器，主要是将超声换能器贴合于内置有阳极板（+极）和阴极板（-极）的电解槽的底部构建而成的。如：西安建筑科技大的洪涛等发明的利用超声电化学制备过一硫酸的方法（专利申请号: 2010145135.9）在电解槽中置有纯铂的阳极和铅板的阴极,并由磺酸基阴离子选择膜分隔阴阳极,电解槽底部加入超声波。该方法比常规高浓度合成法制备过一硫酸的方法具有方法简便、减少能耗、缩短反应时间和生成氧化剂活性较高等特点。

利用超声探针系统的超声电化学反应器，主要是将利用超声探针（超声头）插入电解槽中的阳极板（+极）和阴极板（-极）之间构建而成的。如：同济大学的赵国华等发明的一种处理废水的超声电化学装置及方法（专利申请号: 200710047061.3）利用超声波促进有机污染物的传质过程，同时控制污染物在阳极电极上的吸附量，保持电极的活性，加快电化学氧化反应速率。

虽然上述文献和专利以及类似的技术、专利、方法实现了超声电化学的协同作用的过程，提高了反应效率，但技术仍存在缺陷和不足：

首先，根据电解的基本原理电化学装置的构成主要有直流电源、电极（阴阳极）电解质溶液（或熔融电解质），而现有的超声电化学装置无论是超声浴槽式的还是插入超声头式的电解槽所构成的超声电化学反应器，都在电解槽中的阳极板（+极）和阴极板（-极）之间引入了一由超声头或位于电解槽的底部的超声辐射板新的电极（以下简称声极），这一由能有效传导超声的金属或其他导电/导声材料构成的声极通常是接地的，即阴极接地，以确保电气设备的使用安全。声极的接入事实上改变了电解槽中电场状况，使得电化学的反应动力学条件发生变化，有可能影响电解槽的反应结果。

其次，由于电解槽中电化学和超声空化的作用，声极的材料难以避免的受到腐蚀，造成电解液反应特性的改变，影响反应的结果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种共阴极超声电化学装置。

本发明的技术方案为：一种共阴极超声电化学装置，包括电解槽、阴极板、阳极板、超声换能器、超声电源、直流电源，电解槽内设置有阴极板与阳极板，阴极板与阳极板间隔一定的距离，阴极板的一侧固定设置有超声换能器，超声换能器设置在密封盖与阴极板之间，密封盖覆盖在超声换能器上并与阴极板密封为一体；超声换能器由前盖板、中心电极、后盖板、第一压电晶片、第二压电晶片组成；超声换能器与超声电源连接，超声电源与直流电源连接。

进一步地，所述阴极板与超声换能器的前盖板连接形成共阴极。