[发明专利]改善制氟阳极性能的方法

说明书

本发明涉及一种改善制氟阳极性能的方法，属于制氟阳极材料技术领域。本发明的改善制氟阳极性能的方法包括：a.将煅后石油焦、煤沥青和碳纤维混合后预热或者分别预热后混合，得混合物料；b.将所述混合物料加热混捏，得到糊料；c.将所述糊料成型得到生胚；d.将所述生胚进行冷等静压，得炭胚；冷等静压的压力为20～100MPa，时间为5～15mins；e.将炭胚进行热处理与时效处理即得制氟阳极。本发明的方法将冷等静压技术与添加碳纤维耦合法相结合，制备得到的低电阻率制氟阳极的硬度高，电阻率低，综合性能很好，有助于提高其使用寿命及电解效率。

技术领域

本发明涉及一种改善制氟阳极性能的方法，属于制氟阳极材料技术领域。

背景技术

电化学制备行业具有良好的发展前景，但同时，电化学制备行业中至关重要的炭阳极却极易发生阳极极化、阳极掉块、阳极“长包”等问题，这个问题不仅仅关系着炭阳极的使用寿命，同时对电解效率以及整个电化学制备工艺的能源消耗也有重大影响。在电解制氟产业中，采用KF-2HF熔融盐作为电解液，阳极最早是采用石墨炭质材料或金属镍，但是由于石墨炭质材料易与F₂反应产生CF膜严重影响电解的正常进行；而镍的腐蚀速率和溶解速率较快、电流效率较低，约为炭质材料的70％，并产生大量的氟化物淤渣等缺陷，现在基本改用无定型炭材料作为阳极。相较于石墨电极和镍电极，无定型炭阳极具有高强度、低石墨化度、抗腐蚀尤其是抗氟气腐蚀等优点，但电阻率较大，对电解效率有一定影响，而且在制氟过程中，易发生阳极效应及阳极极化。所以，如何制备高致密度、低电阻率、高热稳定性及高抗腐蚀能力的无定型炭阳极材料对电化学行业的发展具有重要意义。

在炭阳极材料制备过程中，可以通过一定添加剂提高炭阳极的密度、增加其热稳定性和抗腐蚀能力，降低电阻率。在美国专利Brown oliver R，Wilmott Martyn J.Carbonelectrodes including trasition metal dispersed therein:US，4915809[P].1990.中提到，在制作电极的材料中加入过渡金属镍、钴、钒等不仅可以提高电荷的传递速率，同时在电解过程中生成的金属氟化物还可以提高电极表面润湿性，使氟离子更易吸附，生成的气体更易脱附，可减少学极化与反向传质极化。

在炭阳极材料制备过程优化方面，东城哲朗提出一种由炭质材料、氟化锂和具有在炭质材料烧结温度以上熔点的金属氟化物构成的氟气体发生用炭电极，该方法的缺点是步骤繁琐，成本较高。

张褔勤等使用粉末状针状焦和导电炭黑制备非石墨化导电炭阳极材料。所用针状焦和导电炭黑的平均粒径分别为220μm和8μm，其中：针状焦为骨料，用以给炭阳极材料提供必要的力学性能；导电炭黑作为填料，均匀分散于炭阳极材料中，在不提高炭阳极材料组元石墨化度的同时，有效的提高炭阳极材料的导电性能。

在炭阳极表面改性方面，Bauer Gerald Lee，Childs William Ves Kolpin，Charles Frederick，et al.Anodic electrode for electrochemical fluorine cell:US，6063255[p].2000公开在电极浸入溶液的部分钻出一些前后贯通的小洞的方法来扩大电极的比表面积、强化电解质的传递过程。其孔径在8-12mm，孔的面积总和占整个炭阳极有效面积的10％左右。但钻孔太多，将导致炭阳极的强度降低，使用中易碎裂。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种改善制氟阳极性能的方法，该方法制备得到的制氟阳极电阻率低。

为了解决本发明的第一个技术问题，本发明的改善制氟阳极性能的方法包括：

a.将煅后石油焦、煤沥青和碳纤维混合后预热或者分别预热后混合，得混合物料；

b.将所述混合物料加热混捏，得到糊料；

c.将所述糊料成型得到生胚；