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《复极性粒子群电极作用原理的研究_有效槽数与粒子电极上.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、哈尔滨工业大学学报108。年6月JOURNALOFHARBININSTITUTEGFTECHNOLOGY{增111复极性粒子群电极作用原理的研究一有效槽数与粒子电极上反应电流的测定方法’及其应用化学教研室周定汪群慧蔡伟民孙丽欣摘要、、、、.本文研究了测定复极性粒子群电极固定层电解槽(简写为BPE尸C)的(l’效栖数与粉,、、。卜电极卜反应电流的方法并用这些方法对B尸E的作用原理进行了探讨、一引言一、七,)电〔’〕r’.卜年代末八十年代初粒子群电极(包括单极性与复极性解法与传统的,、。、、、板电极电解法相比显出了它具有高效低能耗的特点引起了英美日法等国家、、、有关学者的关注为电有机
2、合成仁“〕化学电源的研制各种低浓度废水的处理等〔”一“〕开。、、辟了新的途径我校周定蔡伟民仁7〕等于1983年利用复极性粒子群电极研究出高效低能耗的处理印染废水的新方法。但迄今为_!上,对于B、p、F、P、C的作用原理,理论推测,、、、、、稍多而很少见到试验研究的报导而这是进一步发挥BpFpc高效低能耗的关键问,,。题之一也是使它尽快应用于生产扩大应用面的重要问题、、、、,本文着重研究了BpEPc有效槽数和粒子电极上反应电流的测定方法并利川这,、、。些方法对BPE的特性及其作用原理进行初步的探讨二、有效植数与粒子电极上反应电流测定方法的研究1.、、、、BPEpC有效槽数的测定、、
3、、、,BPEpC与平板电解槽相比其特点.一」是在两主电极间,充填有与主电极绝缘的一导劫几电,,粒子在外加直流电场作用下粒子被极、,化而两端呈正负极犹如增加了无数个串I。心联的微型电解槽而起作用粒子群电极复极。,化的情况可用图1示意显然粒子群电极瓢图1复极梢模型1一极化的充填粒子2一主电极今本课题得到科学基金资助3一溶液中的反应物,。,、、中复极化的粒子数愈多电解槽的反应效率愈高因而BPE的复极化程度是一个很,,。重要的数据但测求它的实验方法却未见到有公开的报导{,从理论上讲粒子群电极在外电场作用下的复极化程度可用复极率来定量描述复极率=复极化了的粒子电极数x100%式(1)粒子群
4、电极的总数,,,但复极率难以用实验测求我们提出了有效槽数的概念其定义为与平板电解槽,,、、、、作对比在相同的电解条件下BPEpc所得产物量与相应平板电解槽中所得产物量。可用下式表示:之比、、、、刀尸Epc=中所得产物量有效槽数式(2)平板电解槽中所得产物量,我们,为了使产物量容易计算设计了以电解水的反应为基础用排水集气的方法收,、、、、。集两极产生的氢气与氧气根据式一2计算BPEPc的有效槽数由于粒子群电极,。与主电极绝缘排除了粒子群电极作为主电极延伸部分而起作用的可能性实验装置见。图2,不再,。.NaZSO‘,实验步骤比较简单赘述实验中所用溶液为05%的溶液必须注、、、、,。意
5、的是BpEPC与平板槽电解水时的实验条件一定要相同这样才有可比性2.粒子电极上反应电流1的测定、、、、“〕。。,从图IBPFPc的示意图可简化得到其等效电路〔如图3其中R是溶液电阻,,,r。凡是粒子间所夹溶液的电阻尺是粒子间接触电阻R是粒子电极本身的电阻R和,。。,J,*R分别是阳极反应和阴极反应的极化电阻了是偿电流I是流过电解液的旁路电‘_,I,,,流是通过粒子接触点而流过的短路电流lj是粒子电极仁的反应电流显然总电曲二‘舀么图2有效植数的测定装置图3复极惰等效电路1一矩形电解梢2一主电极3一绝缘网4一充填物5一玻瑞容器6一带刻度集气营,、、。,流I是II与11的总和即,=,I
6、I+I+Ij式(3)Iz是粒子电极上反应电,,-流占总电流的比例其位愈大也可反映粒子的复极化程度I,,。,。。,高有效槽数多电解时电流效率高因而通过尽量设法减小,与;是提高二亦华,r、、、、。即BPEPC有效槽数的重要途径,,,但是要在粒子群电极上测定石是一件难事我们采用近似模拟的组合粒子法初。步达到了测定lj的愿望测试装置的简易图如图4:组合粒子的制作将粒子电极切成两,半用导电胶把连有导线的铜片粘在每个半,颗粒的断面上再用环氧树脂把两个己切开的颗粒绝缘并粘合恢复原状。。}」4卜~~、口组合粒子的放置如图尸一卜!}粒子上反应电流的测定:接通电路后,.”目、l,两侧组合粒子在外电场
7、作用下形成正负、、,图4If的测最线路图极反应物在正负极放电组合粒子被绝12I。=O,,通一主电极一非组合粒子缘网所隔所以过与铜丝连接的3一组合粒4子一绝缘网电,流表上读出的电流值就是粒子电极上的。反应电流lj,我们用il表示粒子电极的反应电流密度则由下式可以计算‘_i=丝生二式(4)S。摊绝缘网之间的粒子数s电极面积—‘—,..,,,.,_,_,I一1总电流可从电流表(A)L读出=田此,叫不出用它也可反映粒子群电。—一极的复极程度,、、利用我们所建立的上述方法对于BPE的特性及
