[发明专利]一种利用天然石墨矿制作电极的方法

说明书

本发明涉及一种利用天然石墨矿制作电极的方法，石墨电极的制备方法包括以下步骤：S1，电极材料的选取；S2，电极材料的制备；S3，电极基体的制备；S4，切割；S5，粗磨；S6，废料研磨；S7，压合；S8，固化成型；S9，成品。本发明的制备方法，将切割天然石墨后的废料研磨后与电极基体压合为一体，实现了废物利用，降低了成本。该方法制成的石墨电极既具有天然石墨其结晶度高，强度大，密度大，又具有人造石墨的导电性好，电阻率低的特点。

技术领域

本发明涉及电化学材料应用制备领域，具体涉及一种利用天然石墨矿制作电极的方法。

背景技术

氨氮是水体中重要的常见污染物之一，自然水体中的氨氮主要来源于化工、冶金、肉类加工和养殖等排放的废水，以及农业灌溉、动物排泄物和垃圾渗滤液等。氮在水中最主要的存在形式是氨氮态(NH₄⁺-N),水环境中存在过量的氨氮会造成多方面的有害影响。由于NH₄⁺-N氧化，会造成水中溶解氧降低，形成黑臭水体，使水质下降。而NH₄⁺-N被氧化形成硝态氮(NO₃--N)以及亚硝态氮(NO₂--N)，对人和水生生物有较大的危害作用，长期饮用NO₃--N含量超过10mg/L的水，会发生高铁血红蛋白症，水中的NO₂--N和胺作用会生成亚硝胺，而亚硝胺是“三致”物质。水中氮素太多会造成水体富营养化，致使光合微生物(大多数为藻类)数量激增，使水质下降。近年来，含氨氮废水排放水体造成人畜饮水困难甚至中毒事件时有发生，因此，水体中氨氮的治理已成为环境研究的热点之一。

目前，处理水中氨氮的方法主要分为空气吹脱法、折点加氯法、生物脱氮法和电化学氧化法等。

生物脱氮技术是去除原水中氨氮最有效、最经济的方法，但在冬季低温条件下，生物作用受到严重抑制，脱氮效率严重降低；空气吹脱法需要加入大量的碱，对环境造成二次污染，对水中有机物也无法去除；指点加氯法在低温条件下需要增加氯投放量，增加环境污染风险。

电化学氧化法具有可控性较强，直接与水中污染物反应，不产生二次污染，还具有反应条件温和，操作简单、对环境友好、消耗试剂量小、设备体积可小型化、可实现自动控制等优点，是最可能被工业化应用的高级氧化技术之一，在绿色水治理方面有着极高的应用前景。

电极是电化学氧化反应中实现电化学反应及提高催化反应速率和电流效率的关键因素，理想的电极材料应具有高的电化学活性、良好的稳定性、好的导电性，并且来源广泛、价格低廉、环保无二次污染。目前用于电氧化处理废水的电极有铂电极、石墨电极、各种氧化物电极。

阳极材料的选择是现阶段研究的重点，在实验室条件下高氧超DSA阳极(析氧过电位较高的钛基涂层氧化物阳极)具有电流效率高、稳定性强等特点，但其成本过高，在实际生产应用中显然很不现实。

相比于其他电极，石墨电极具有来源广泛、价格低廉、环保无二次污染的特点，但现有的石墨电流分布不均匀，通过的电流密度较小，且电阻体积较大，作为电氧化阳极处理选矿废水的效果不理想。

发明内容

本发明的目的是要提供一种低价天然矿物作为电极，并且可以在一定时间内达到水体氨氮治理的效果。从而弥补现有电化学氧化技术成本过高，不能大面积应用于生产的缺陷，为华北地区水体氨氮的治理提供一个新的方法。

本发明的技术方案是：一种利用天然石墨矿制作电极的方法，包括以下步骤：

S1.电极材料的选取：选取天然石墨矿作为电极原材料；

S2.电极材料的制备：将选取的石墨矿切割成50mm*40mm*10mm的板状电极材料，将从石墨矿上切割下来的石墨废料回收；