一种钛阳极强化寿命测试装置及其使用方法与流程

本发明属于电解，具体涉及一种可精确控制各电解参数的钛阳极强化寿命测试装置及测试方法。背景技术：：：1、钛阳极，国内外一般称为dsa(dimensionally stable anode)，即尺寸形状稳定型阳极，是20世纪60年代末发展起来的一种新型高效电极材料。它是以钛为基板，因为钛是一种所谓阀型金属，它在盐水中做阴极是导电的，用作阳极时立即不导电。如果涂上一层搪瓷—电催化—半导体涂层，它就成为耐腐蚀、导电性能良好的阳极。钛作为电极基体材料，最大的优点是化学耐久性好和机械加工性能好。2、对钛阳极而言，使用寿命是衡量其性能的一个重要参数，由于钛阳极实际寿命较长，往往都在几年以上，无法快速评估阳极的实际使用情况，目前，钛阳极及相关上下游产业的科研工作者都在使用行业内通用的强化寿命测试方法对钛阳极的实际使用寿命进行评估，即在高电流密度下，在硫酸溶液中进行电解验证，以此来评估阳极在实际工况的使用时间。3、然而，现用标准只规定了钛阳极强化寿命的基本测试条件，对测试装置并未做出要求；不同科研院所、不同钛阳极制造和使用厂家的强化寿命测试装置均不同，对阳极电解面积、电解质浓度、电解质温度、导电电阻的控制均不同、且控制不住，导致钛阳极强化寿命的测试结果差异性很大，无法获得一个准确的、统一的、标准的强化寿命测试数据。鉴于此，为了获得相对准确的钛阳极强化寿命指标，为了更准确的评价制备钛阳极在实际工况的使用时间，有必要设计一种可精确控制各电解参数的强化寿命测试装置。技术实现思路1、针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种钛阳极强化寿命测试装置，在钛阳极寿命测试的过程中，可精确控制各电解参数，统一钛阳极寿命测试的条件。2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：3、本发明提出一种钛阳极强化寿命测试装置，包括电解模块，所述电解模块下端设置有第一进液口，上端设置有第一出液口，第一进液口通过管子与设置于硫酸池下端的第二出液口连通，第一出液口通过管子与设置于硫酸池上端的第二进液口连通，第二出液口与第一进液口之间的管子上设置有将硫酸池中的硫酸溶液输入电解模块的泵，所述硫酸池的上端还设置有第三进液口，所述第三进液口通过水管与纯水箱连通，第三进液口与纯水箱之间还设置有与水管连接的控制注水装置，所述控制注水装置用于自动开始或停止向硫酸池输入纯水箱中的纯水，所述电解模块与电源电连接，所述硫酸池的外侧还设置有控制硫酸池中硫酸溶液温度的恒温控制系统。4、进一步地，所述电解模块包括电解池及与其配合的第一盖体，所述电解池侧壁下端设置有第一进液口，上端设置有第一出液口，电解池内设置有竖直的阴极导电片和阳极导电片，所述阴极导电片及阳极导电片的顶端从第一盖体穿出后分别与电源的负极和正极电连接，阳极导电片的下端通过螺栓与待测阳极片连接，第一盖体上端设置有控制极间距的凸台，所述凸台位于阴极导电片和阳极导电片之间。5、进一步地，所述阴极导电片及阳极导电片均为钛铜复合片，二者顶端均裸露出1～2cm铜，通过裸露出的铜分别与电源正极及负极电连接。6、进一步地，所述电解池内设置有第一长方体及与其固定连接的第二长方体，所述第一长方体内上下贯穿设置有第一竖孔，第二长方体内设置有第二竖孔，第二竖孔底部为盲端且比第一长方体底面低，第二竖孔下端靠近阴极导电片一侧贯穿设置有面积为1cm2的圆孔，所述圆孔位于第一长方体底面与第二竖孔底面之间，第二竖孔下端远离阴极导电片一侧设置有螺栓，阴极导电片下端穿过第一竖孔外露，待测阳极片位于第二竖孔内下端，阳极导电片下端插入第二竖孔，在螺栓作用下，阳极导电片下端紧贴待测阳极片，使待测阳极片有涂层一面覆盖于圆孔上。7、进一步地，所述阴极导电片及阳极导电片的尺寸均为250mm*20mm*1mm，待测阳极片的尺寸为20mm*20mm*1mm。8、进一步地，所述电解池为圆柱体状。9、进一步地，所述硫酸池上端设置有与其配合第二盖体，所述第二盖体上端设置有把手及与硫酸池连通的输出管。10、进一步地，所述第二盖体(6)的材质为pp、pvc、pvdf或耐腐蚀性金属。11、进一步地，所述控制注水装置(4)包括液位传感器(401)，所述液位传感器(401)安装于硫酸池(2)侧壁，用于测量硫酸池(2)内硫酸溶液的液位，所述液位传感器(401)通过控制器(402)与阀门电连接，所述阀门设置于水管上。12、上述钛阳极强化寿命测试装置的使用方法，包括以下步骤：13、s1、切割待测阳极片尺寸为20mm*20mm*1mm，将待测阳极片安装于电解模块中；14、s2、将配置好的浓度为1mol/l的硫酸溶液置于硫酸池和电解模块中，硫酸溶液在硫酸池中的液面高度为设置的液面高度上限，在电解模块中的的高度与第一出液口相平，打开泵，硫酸溶液在硫酸池与电解模块之间循环，硫酸溶液在循环过程中，控制注水装置根据硫酸池中的液面高度自动开始或停止向硫酸池输入纯水箱中的纯水；15、s3、打开电源，将电流大小设置为2a，开始计时，记录初始电压值；16、s4、电压值升高10v时，停止计时。17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：18、(1)本发明设置有硫酸池和补水箱，且在硫酸池和补水箱之间设置有控制注水装置，在测试过程中可以自动开始或停止向硫酸池中加纯水，使电解质溶液浓度在一个合理的范围内，本发明通过在硫酸池外部设置有恒温控制系统，可有效保持电解质溶液的温度在一个合理的范围内；19、(2)本发明通过设置凸块、第一长方体及第二长方体，从上部和下部同时控制极间距，保证极间距恒定不变；通过第二长方体上的圆孔控制待测阳极片的测试面积恒定不变，并使测试面积为待测阳极片涂层面积的一小部分，对阳极无破坏，从而减少测试过程中的可变因素，使测试结果更加可靠；20、(3)本发明在硫酸上边设置了与其配合的第二盖体，还在第二盖体上设置了与硫酸池连通的输出管，优化了测试环境，可将电解产生的氢气、臭氧、硫化物等各类刺激性、腐蚀性气体收集，极大提高了强化寿命测试间的环境，减少或者减缓了设备的腐蚀；21、(4)本发明测试装置为电解质溶液在电解过程中循环，且有控制注水装置、恒温控制系统自动补液及控温，测试更加智能简便。技术特征：1.一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，包括电解模块(1)，所述电解模块(1)下端设置有第一进液口(101)，上端设置有第一出液口(102)，第一进液口(101)通过管子与设置于硫酸池(2)下端的第二出液口(201)连通，第一出液口(102)通过管子与设置于硫酸池(2)上端的第二进液口(202)连通，第二出液口(201)与第一进液口(101)之间的管子上设置有将硫酸池(2)中的硫酸溶液输入电解模块的泵(3)，所述硫酸池(2)的上端还设置有第三进液口，所述第三进液口通过水管与纯水箱(5)连通，第三进液口与纯水箱(5)之间还设置有与水管连接的控制注水装置(4)，所述控制注水装置(4)用于自动开始或停止向硫酸池(2)输入纯水箱中(5)的纯水，所述电解模块(2)与电源电连接，所述硫酸池(2)的外侧还设置有控制硫酸池中硫酸溶液温度的恒温控制系统(203)。2.根据权利要求1所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述电解模块(1)包括电解池(103)及与其配合的第一盖体(111)，所述电解池(103)侧壁下端设置有第一进液口(101)，上端设置有第一出液口(102)，电解池(103)内设置有竖直的阴极导电片(104)和阳极导电片(105)，所述阴极导电片(104)及阳极导电片(105)的顶端从第一盖体(111)穿出后分别与电源的负极和正极电连接，阳极导电片(105)的下端通过螺栓(106)与待测阳极片连接，第一盖体(111)上端设置有控制极间距的凸台(107)，所述凸台(107)位于阴极导电片(104)和阳极导电片(105)之间。3.根据权利要求2所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述阴极导电片(104)及阳极导电片(105)均为钛铜复合片，二者顶端均裸露出1～2cm铜，通过裸露出的铜分别与电源正极及负极电连接。4.根据权利要求2所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述电解池(103)内设置有第一长方体(108)及与其固定连接的第二长方体(109)，所述第一长方体(108)内上下贯穿设置有第一竖孔，第二长方体内设置有第二竖孔，第二竖孔底部为盲端且比第一长方体底面低，第二竖孔下端靠近阴极导电片(104)一侧贯穿设置有面积为1cm2的圆孔(110)，所述圆孔(110)位于第一长方体底面与第二竖孔底面之间，第二竖孔下端远离阴极导电片(104)一侧设置有螺栓，阴极导电片(104)下端穿过第一竖孔外露，待测阳极片位于第二竖孔内下端，阳极导电片(105)下端插入第二竖孔，在螺栓(106)作用下，阳极导电片(105)下端紧贴待测阳极片，使待测阳极片有涂层一面覆盖于圆孔(110)上。5.根据权利要求2所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述阴极导电片(104)及阳极导电片(105)的尺寸均为250mm*20mm*1mm，待测阳极片的尺寸为20mm*20mm*1mm。6.根据权利要求2所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述电解池(103)为圆柱体状。7.根据权利要求1所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述硫酸池(2)上端设置有与其配合第二盖体(6)，所述第二盖体(6)上端设置有把手(601)及与硫酸池连通的输出管(602)。8.根据权利要求7所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述第二盖体(6)的材质为pp、pvc、pvdf或耐腐蚀性金属。9.根据权利要求1所述的一种钛阳极强化寿命测试装置，其特征在于，所述控制注水装置(4)包括液位传感器(401)，所述液位传感器(401)安装于硫酸池(2)侧壁，用于测量硫酸池(2)内硫酸溶液的液位，所述液位传感器(401)通过控制器(402)与阀门电连接，所述阀门设置于水管上。10.根据权利要求1-9任意一项所述的钛阳极强化寿命测试装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：技术总结本发明公开了一种钛阳极强化寿命测试装置及其使用方法，所述测试包括电解模块，所述电解模块下端设置有第一进液口，上端设置有第一出液口，第一进液口通过管子与设置于硫酸池下端的第二出液口连通，第一出液口通过管子与设置于硫酸池上端的第二进液口连通，所述硫酸池还通过其上端设置的第三进液口与纯水箱连通，第三进液口与纯水箱之间还设置有控制注水装置，所述硫酸池的外侧还设置有控制硫酸池中硫酸溶液温度的恒温控制系统；本发明提出的测试装置，在钛阳极寿命测试的过程中，可精确控制各电解参数，统一钛阳极寿命测试的条件，使测试结果更可靠。技术研发人员：杨瑞锋,张航,冯成,郭敏,王正,任鹏,徐尚元,贾波,康轩齐,冯庆受保护的技术使用者：西安泰金新能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14