[发明专利]一种电极及其制备方法和应用

说明书

一种电极及其制备方法和应用，其中，一种电极，包括电极本体，所述电极本体上设置碳纳米管。本发明通过对高压放电的电极进行改性，将碳纳米管负载在电极本体的表面；利用碳纳米管的场致发射原理，达到即使在较低的电压下，也能有效形成等离子体的目的，即在同样尺寸的电极本体情况下，能实现更低电压的电晕放电，同时促使局部较大电场的场强大幅度降低，进而大幅度降低系统的臭氧含量与打火概率，效果显著。

技术领域

本发明涉及电极领域，具体涉及一种具有低起晕电压的电极材料及其制备方法。

背景技术

静电式空气净化器采用高压直流电压、电晕放电的等离子体使空气中的污染颗粒物带上电荷，在库仑力的作用下，从空气中分离出来。为降低起晕电压，放电电极被设计成细丝状、针状、芒刺状或星型等具有较大曲率的形状结构，局部形成较大的畸变电场，能在较低的电压下产生稳定的放电。例如专利号为CN201921828831.2的专利，设计的是螺旋电极。专利号为CN201721858188.9则设计成立体多点式电极。

以上设计由于只是材料形状结构上的改变，相对容易实现，因此在工业上得到大量的应用。但通过结构的优化，其本质上并没有改变放电时等离子体的能量。因此，采用结构优化的电极结构应用到静电式空气净化器中时，往往会造成异常的打火及臭氧含量超标等问题，通常需要额外设计防打火系统以及臭氧还原网等结构。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中通过结构改进后的电极在应用时通常会出现臭氧含量超标等缺陷，从而提供一种有效降低起晕电压进而避免异常打火，且有效降低臭氧含量的电极及其制备方法。

一种电极，包括电极本体，在所述电极本体上设置碳纳米管。

所述电极本体为线状电极、芒刺状电极或针状电极。

所述针状电极的尖端设置碳纳米管，尖端的长度为0.5-1cm。

所述电极本体的材质为含铁、镍的合金材质；优选的，所述电极本体的材质为不锈钢材质；优选的，所述电极本体的材质为304不锈钢。

一种电极的制备方法，包括：获取电极本体，在电极本体的表面生长碳纳米管。

所述碳纳米管采用热化学气相沉积法生长在电极本体上；

所述热化学气相沉积法的过程为：将电极本体在惰性气体条件下升温至催化温度，然后通入含有机气体和惰性气体的混合气进行碳纳米管的生长，生长完成后仅仅只通入惰性气体至温度降至室温即可。

所述热化学气相沉积法在CVD管式炉中进行。

所述有机气体为甲烷、苯、二甲苯或乙炔，催化温度为750℃以上，催化生长时间为1-1.5小时；所述混合气中惰性气体与乙炔的质量占比为(7-10)∶1。

在进行所述热化学气相沉积法之前，还包括催化剂处理步骤；

所述催化剂处理步骤为：采用含锡的有机溶液，浸润电极本体后，干燥，在700-800℃的真空条件下锻烧15-30分钟；至少重复1次上述浸润、干燥和锻烧步骤。

所述含锡的有机溶液浓度不高于15wt％；优选的，所述含锡的有机溶液为含氯化亚锡的无水乙醇溶液。

具体的，含氯化亚锡的无水乙醇溶液浓度为15％时，只需重复1次催化剂处理步骤即可，当含氯化亚锡的无水乙醇溶液浓度为10％时，只需重复3～4次即可。本发明中当含氯化亚锡的无水乙醇溶液的浓度越高时，重复次数应当越少，此时即可有效同时保证催化剂的覆盖量和均匀度，避免改性后的材料起晕电压升高。

所述电极本体为针状电极时，至少浸润电极本体的尖端。

在进行所述热化学气相沉积法之前，还包括除杂步骤；所述除杂步骤为：将电极本体放于乙醇中，超声处理后烘干即可。