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[科创基金项目]业余实用简单电解槽的制作
性感铷铷2021/04/02化学 IP:广东
关键词
电解槽

在氧化剂的管理日益严格的今天，业余火箭及焰火爱好者的氧化来源受阻，不得不自行生产，电解法生产氧化剂，材料来源简单，成本中等，是业余生产氧化剂的主要方法。本次设计的电解槽，技术指标为:槽压4~5v，电流30~40A，极板材质钛基镀铂(阳)钛(阴)，日产能约1Kg(高钠)，采用强制循环和翅片风冷降温，这是第一代电解槽的外观 IMG_20210327_160755.jpg

设计要点如下:

1、电极 对于制高钾来说，阳极应采用有高析氧过电位的铂或二氧化铅材质的电极，阴极无太大要求，故阳极采用长12cm，高10cm，厚1mm，镀层0.5μm厚的钛基镀铂电极，阴极为同规格钛片，设计如下(阳极导电柄为2mm厚) 19fc7add1804f5e483dc555545f9e960.jpg

使用螺丝固定保证间距6mm IMG_20210327_135714.jpg IMG_20210328_083042.jpg IMG_20210327_135717.jpg

2、走线

对于大电流的线路，走线必须严格设计，我采用了铜鼻子+不锈钢螺丝连接电极与电线，导线为14号硅胶线，当然，对于36A的电流来说，有点细了。(计算一下发现，光线阻已经分压20%了) IMG_20210328_084552.jpg IMG_20210328_084550.jpg IMG_20210328_083040.jpg

3、冷却

冷却采用强制循环，翅片+风冷的设计，由于风扇功率小，槽温依然在50℃(气温25℃)左右，对电极寿命有不良影响，更换暴力风扇有望降至40℃。溶液无强腐蚀性，所以采用普通隔膜泵(用完才知道此泵不适合长时间工作)，以后会更换长寿隔膜泵。翅片冷却器用铝管制成(铜离子对电流效率有不良影响)，长度2m) IMG_20210327_160011.jpg

4，电源

电源为5V40A开关电源，外加电流表。有条件的可用恒流源

5

电解液

650g/LNaClO3+5g/LNa2Cr2O7 IMG_20210327_162511.jpg

6，电解槽

用1L塑料桶剪去顶部制成，虽然价格低廉，但溢溅严重，后期将换成封闭式槽 IMG_20210328_084550.jpg IMG_20210328_084552.jpg

工作状况:在槽压约3.5v(输出5V，减去线阻)，槽温50℃时，电流密度达到15A/dm2，工作15小时后，将740gNaClO3全部转化为NaClO4 IMG_20210327_164959.jpg IMG_20210327_165001.jpg IMG_20210328_074818.jpg

不足与改进之处:开放式槽溢溅严重，损失产品且造成污染，将会改成封闭式槽

成本控制在了450元左右

来自：数理化 / 化学
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~~空空如也
性感铷铷 作者
3年8个月前 IP:广东
892701
1楼

今天改成了封闭式槽子，加装了捕沫器(利用规模效应节约成本 IMG_20210402_194552.jpg IMG_20210402_201854.jpg IMG_20210402_220105.jpg IMG_20210402_200342.jpg IMG_20210402_200854.jpg IMG_20210402_220105.jpg IMG_20210402_220130.jpg


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HCN
3年8个月前 IP:四川
892706
2楼

支持一下，LZ有没有测过产率和效率。

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892707
3楼
引用HCN发表于2楼的内容
支持一下，LZ有没有测过产率和效率。

kP刚制出来，还未干燥

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892708
4楼

另外非常奇怪，现在电流下降了不少，可能是阳极失效了？

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892732
5楼

镀铂阳极大电流工作不了多久，必须纯铂电极的，我的

1000毫升烧杯已经有8公分晶体析出

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892736
6楼
引用耶苏2009发表于5楼的内容
镀铂阳极大电流工作不了多久，必须纯铂电极的，我的1000毫升烧杯已经有8公分晶体析出

现在已经钝化了

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892737
7楼
引用性感铷铷发表于6楼的内容
现在已经钝化了

大电流下，纯铂会有一定的消耗，镀层可能坚持不了太久

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892748
8楼
引用耶苏2009发表于7楼的内容
大电流下，纯铂会有一定的消耗，镀层可能坚持不了太久

涂层没有任何问题，但是氧会渗入里面氧化钛，然后二氧化钛不导电，话说你试过用镀铂电极？结果如何？

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892759
9楼
引用性感铷铷发表于8楼的内容
涂层没有任何问题，但是氧会渗入里面氧化钛，然后二氧化钛不导电，话说你试过用镀铂电极？结果如何？

我现在用的是纯铂电极，5.11克，尺寸5*8公分厚0.065毫米，淘宝网上做金片的店定做的（隆鑫珠宝，搜店铺）还有一个大尺寸的MMO，准备再搞一个钛铱钽，淘宝还有纯钽片，可能也能用。看了你的镀纯铂电极，准备放弃镀铂了。现在烧杯现在有8公分晶体，准备明后天停止电解，换2升的用MMO电极


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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892760
10楼


淘宝店铺说做实验MMO,长期使用钌铱钛，就是钌铱钛贵一点，纯铂更贵

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892763
11楼
引用耶苏2009发表于9楼的内容
我现在用的是纯铂电极，5.11克，尺寸5*8公分厚0.065毫米，淘宝网上做金片的店定做的（隆鑫珠宝...

铱钽专门为析氧设计，过电位极低，你用来电解的话估计效率不到40%，之前就吃过一次亏

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耶苏2009
3年8个月前 IP:上海
892767
12楼
引用性感铷铷发表于11楼的内容
铱钽专门为析氧设计，过电位极低，你用来电解的话估计效率不到40%，之前就吃过一次亏


那就只能钌铱钛和纯铂，纯金好像也可以

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892773
13楼
引用性感铷铷发表于11楼的内容
铱钽专门为析氧设计，过电位极低，你用来电解的话估计效率不到40%，之前就吃过一次亏

其他贵金属钯要500多一克，铱，锇，铑都贵死了，钌便宜但是催，不能做薄片，钽延展性非常好，淘宝有钽片卖不贵，极耐腐蚀，应该可以做电极，估计效果类似铱钽钛


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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892774
14楼
引用性感铷铷发表于11楼的内容
铱钽专门为析氧设计，过电位极低，你用来电解的话估计效率不到40%，之前就吃过一次亏

我点焊在铂金电极上面导电的银条被盐水泡到腐蚀了一点点，然后在阴极以絮状还原析出了，以后阳极连接处硅胶要厚一点

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892776
15楼
引用耶苏2009发表于10楼的内容
淘宝店铺说做实验MMO,长期使用钌铱钛，就是钌铱钛贵一点，纯铂更贵

铱钽钛错打成钌铱钛了

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892838
16楼

2021年4月9日下午4点30分，我的改良型电解池开始工作，MMMO电极钌铱钛，左右各一根负极，分别是原来的1.5公分宽的钛条和韩国不锈钢筷子，3.57伏电压下面实际电流10安培，开关电源上面显示10.9安培，估计是开关电源的外接风扇分走了电流，拿无损钳式电流表测量是10安培，导线是2根16平方的电瓶连接线一共10元闲鱼买的，叫人焊了纯铜夹子，加2根1.5平方的线。容器是2升高型烧杯，内壁粘一根短只温度计测量控制温度，塑料扎带吊一个250毫升烧杯加满分析纯氯化钾固体。10安培电流下面3.57伏特电压，内阻仅0.375欧姆，发热估计35.7瓦，现在电解20多分钟，溶液温度

从20上升到23度，可以接受，稍后补充照片

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892839
17楼
引用耶苏2009发表于16楼的内容
2021年4月9日下午4点30分，我的改良型电解池开始工作，MMMO电极钌铱钛，左右各一根负极，分别...

用保鲜盒做成封闭式的罢

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892843
18楼

感觉塑料和有机玻璃散热不太好，还是高硼硅玻璃烧杯好一点，现在电解液温度维持在31度，电压3.46V电流11.1A,实际10.1安培，这次还了16平方线效果相当好，用万用表测电压，电极2端仅比开关电源下降0.01V,，这个在室内座位旁也仅仅要靠近到烧杯口10公分处才能感觉有点氯气味道，可以说是相当满意了。下面是照片。算了一下，2升饱和氯化钾10A电流需要电解大概5.1天（电流效率100%）加上补充的1烧杯，估计电解7-7.5天，实际电流效率50%，估计14-15天完成。已经加了稀盐酸，PH控制在6,左右，没有加其他添加剂。 微信图片_20210409185043.jpg 微信图片_20210409185153.jpg 微信图片_20210409185201.jpg 微信图片_20210409185234.jpg

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耶苏2009
3年8个月前 IP:美国
892844
19楼

烧杯上面用3毫米有机玻璃板固定电极，705透明硅胶密封，淘宝买的几块钱，烧杯出水口封箱带封闭。

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耶苏2009
3年8个月前 IP:上海
892850
20楼

停电半分钟检查一下装置，就发现不锈钢筷子开始有黄锈腐蚀了，赶紧通电保护阴极，以后一律只能用钛条阴极了

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zonda
3年8个月前 IP:广西
892853
21楼

请问那个白色的胶是什么，贴主防腐做得很好呀

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性感铷铷作者
3年8个月前 IP:广东
892858
22楼
引用zonda发表于21楼的内容
请问那个白色的胶是什么，贴主防腐做得很好呀

704硅胶

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耶苏2009
3年8个月前 IP:上海
892862
23楼
引用性感铷铷发表于22楼的内容
704硅胶

705硅胶是透明的，搜淘宝，还有纳米双面胶无痕吸附胶贴强力万次可用双面胶贴，也是淘宝

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耶苏2009
3年7个月前 IP:美国
892910
24楼

KCLO3电解为KCLO4有人发过视频，用纯铂金电极，钛丝阴极，大电流密度（好像没有超过10A），温度控制不超过20度,加少许高氯酸控制弱酸性，也可以加硫酸

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耶苏2009
3年7个月前 IP:上海
893284
26楼

微信图片_20210427205440.jpg 明天停止电解，准备重结晶提纯

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性感铷铷作者
3年7个月前 IP:广东
893293
27楼
引用耶苏2009发表于26楼的内容
明天停止电解，准备重结晶提纯

以氯酸钾那破溶解度，达到大电流密度不太可能，用氯酸钠吧，有途径，40，4斤

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耶苏2009
3年7个月前 IP:美国
893413
29楼

氯化钾溶解度还可以，氯酸钾50-60度要小，低温更小，所以烧杯会有结晶，根据溶解度数据，以后用10-15升烧杯电解氯酸钾制取高氯酸钾，温度最好15-25度，纯铂金电极高电流密度才可以 微信图片_20210505173222.png

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