一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺的制作方法

本发明属于染液还原领域，特别涉及一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺。

背景技术：

1、目前，基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，是一种环保、高效、可控的染料生产方法。料工业的发展和挑战：染料工业是纺织、皮革、造纸等行业的重要支撑，但随着人类对环境保护意识的提高，传统染料生产工艺中存在的能耗高、污染严重等问题日益凸显。因此，开发一种环保、高效的染料生产方法成为了染料工业亟待解决的问题。

2、电化学还原技术是一种利用电能将物质还原的方法，具有反应条件温和、能耗低、污染小等优点。近年来，随着电化学还原技术的不断发展，其在染料、香料、药物等精细化学品的制备中得到了广泛应用。

3、数控技术是一种通过数字指令来控制机械设备运动的技术，具有操作简便、精度高、重复性好等优点。近年来，随着数控技术的发展，其在染料生产等领域的应用也日益广泛。

4、靛蓝染料的应用和生产现状：靛蓝染料是一种重要的有机染料，广泛应用于纺织、皮革、造纸等行业。然而，传统的靛蓝染料生产工艺存在能耗高、污染严重等问题。因此，开发一种环保、高效的靛蓝染料生产方法具有重要的实际意义。基于上述背景，研究人员提出了一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺。该工艺利用电化学还原技术和数控技术，通过精确控制反应条件，实现了靛蓝染料的高效、环保制备。具体而言，该工艺首先将靛蓝染料前体通过数控技术精确地加入到电化学反应槽中，然后通过电化学还原反应将前体转化为靛蓝染料。该工艺具有反应条件温和、能耗低、污染小等优点，有助于解决传统染料生产工艺中存在的环境问题。同时，该工艺还具有操作简便、精度高、重复性好等优点，有助于提高染料生产的效率和质量。

5、因此，现在亟需一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺。

技术实现思路

1、本发明提出一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，解决了现有技术产生大量的染色废水时，靛蓝染液废水中还留有还原时使用的保险粉，保险粉自身会发生氧化反应，很难进行环保处理的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，所述工艺包括如下步骤：

3、将氧化后的靛蓝染液进行收集，将收集后的染液导入电解池内并在设定温度内进行恒温静置，随后将电解装置放入电解池中通电进行还原；

4、氧化后的靛蓝染液通过电解装置中的还原溶液进口进入阴极区，阴极区一侧通过离子交换膜与阳极区连接，在通电后阳极区内置的阳极释放出氧气，并通过离子交换膜进行隔离，阴极区中的阴极吸收电子，电流通过溶液中的靛蓝染料分子，对靛蓝染料分子进行还原；

5、在离子交换膜上下设置有驱动电场，在电流通过靛蓝染料分子时，通过驱动电场控制电流运动方向，控制驱动电场进行往复加速靛蓝染料分子的还原过程，通过电解装置会监测电解池内的电导率变化，判断还原反应的进度；在这项技术中，我们选择了一种离子交换膜作为基础材料，并在其表面或内部配置了一个驱动电场的系统。靛蓝染料分子在电流的作用下，通过我们设定的驱动电场来引导电流，以达到精确控制的目的。通过对驱动电场的调控，我们可以使靛蓝染料分子在还原过程中经历往复的加速运动，这有助于提高还原反应的效率。引入了电解装置，通过对电解池内电导率的实时监测，可以及时而准确地判断靛蓝染料分子的还原反应进展情况，实现对反应过程的有效控制。通过在离子交换膜上设置驱动电场，控制电流方向，往复加速染料分子的还原过程，并通过电解装置监测电导率变化，为实现对靛蓝染料还原反应的精准控制提供了一种创新的方法。

6、通过电流密度控制对阳极和阴极表面积上的通电量进行实时调节，并通过对电流通过时间和脉冲控制，形成电流脉冲波，通过调整电流波形对靛蓝染料的还原度进行调节；

7、对电解池中的温度进行实时调节，根据电解池的温度数据和电流数据形成调节速率曲线，通过调节速率曲线中的速率参数控制电解池进行升温和降温来对靛蓝染料的氧化还原速率进行调控，并在完成调节后将还原后的染液导出。

8、该基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺与现有技术的区别主要体现在以下几个方面：传统的靛蓝染料生产工艺通常存在能耗高、污染严重等问题，而该工艺采用电化学还原技术，具有反应条件温和、能耗低、污染小等优点，有助于解决传统染料生产工艺中存在的环境问题。该工艺利用数控技术精确控制反应条件，实现了靛蓝染料的高效、环保制备。

9、具体而言，该工艺通过精确控制电流密度、通电时间和脉冲等参数，对靛蓝染料的还原度进行调节，从而提高了染料的产率和纯度。该工艺采用智能化控制系统，实现了对靛蓝染料生产过程的实时监控和调节。通过收集电解池的温度数据和电流数据，形成调节速率曲线，从而实现对靛蓝染料的氧化还原速率的调控。这有助于提高染料生产的效率和质量。该工艺通过电流密度控制对阳极和阴极表面积上的通电量进行实时调节，并通过对电流通过时间和脉冲控制，形成电流脉冲波，从而实现对靛蓝染料的还原度的精确调控。这有助于提高染料产率和纯度。该基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺在环保性、高效性、智能化和精确控制等方面与现有技术相比具有明显的优势，有助于提高染料生产的效率和质量。

10、作为一优选的实施方式，在对氧化后的靛蓝染液进行收集时，通过移液器将氧化后靛蓝染液从反应容器中抽取至收集池内，并在收集池中将染液表面汽泡排出后，将收集池密封后将电解池导管与收集池排水口连接，在需要进行电解时，打开收集池排水口闸门，将染液导入电解池中。

11、作为一优选的实施方式，在氧化后的靛蓝染液导入前对电解池进行温度调节，在进行温度调节前对染液中的浓度进行检测，并根据检测浓度对电解池温度按比例增加，将电解池温度控制在25℃到40℃之间。

12、作为一优选的实施方式，在进行静置时，根据电解池的温度升高将静置时间缩短，在电解池温度为40℃时，静置时间为2小时，每下降一摄氏度，静置时间增加5分钟。

13、作为一优选的实施方式，在通过电流脉冲波进行调节时，首先设定脉冲参数，对脉冲宽度、脉冲周期和脉冲形状进行调节，并同时调节电流值，对阳极和阴极上表面积通过的电流密度进行实时调整。

14、采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：该工艺采用电化学还原技术，反应条件温和，能耗低，污染小，有助于降低对环境的影响，符合绿色化学的理念。与传统靛蓝染料生产工艺相比，该工艺在环境保护方面具有明显优势。此外，该工艺具有较高的产率和纯度，有助于提高染料生产效率。

技术特征：

1.一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，其特征在于：在对氧化后的靛蓝染液进行收集时，通过移液器将氧化后靛蓝染液从反应容器中抽取至收集池内，并在收集池中将染液表面汽泡排出后，将收集池密封后将电解池导管与收集池排水口连接，在需要进行电解时，打开收集池排水口闸门，将染液导入电解池中。

3.如权利要求1所述的一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，其特征在于：在氧化后的靛蓝染液导入前对电解池进行温度调节，在进行温度调节前对染液中的浓度进行检测，并根据检测浓度对电解池温度按比例增加，将电解池温度控制在25℃到40℃之间。

4.如权利要求3所述的一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，其特征在于：在进行静置时，根据电解池的温度升高将静置时间缩短，在电解池温度为40℃时，静置时间为2小时，每下降一摄氏度，静置时间增加5分钟。

5.如权利要求1所述的一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，其特征在于：在通过电流脉冲波进行调节时，首先设定脉冲参数，对脉冲宽度、脉冲周期和脉冲形状进行调节，并同时调节电流值，对阳极和阴极上表面积通过的电流密度进行实时调整。

技术总结本发明提出了一种基于数控电化学还原制备靛蓝染液的工艺，所述工艺包括如下步骤：将氧化后的靛蓝染液进行收集，将收集后的染液导入电解池内并在设定温度内进行恒温静置，随后将电解装置放入电解池中通电进行还原；氧化后的靛蓝染液通过电解装置中的还原溶液进口进入阴极区，阴极区一侧通过离子交换膜与阳极区连接，在通电后阳极区内置的阳极释放出氧气，并通过离子交换膜进行隔离，阴极区中的阴极吸收电子，电流通过溶液中的靛蓝染料分子，对靛蓝染料分子进行还原；通过电流密度控制对阳极和阴极表面积上的通电量进行实时调节，并通过对电流通过时间和脉冲控制，形成电流脉冲波，通过调整电流波形对靛蓝染料的还原度进行调节。技术研发人员：张微微受保护的技术使用者：贵州黔尚品民族文化发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16