[發明專利]一種在鈦基體上制備含氟二氧化鉛電極的方法

有效

• 申請號: 200710067064.3
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN101054684A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 馬淳安;褚有群;趙峰鳴;盛江峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C25B11/10
• 分類號: C25B11/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;袁木棋

(一)技術領域

本發明涉及一種在鈦基體上制備含氟二氧化鉛電極的方法。

(二)背景技術

工業上采用的陽極材料在涂層電極出現以前，長期使用鉛電極作為電解陽極，由于鉛電極作陽極存在能耗高、強度低、陽極產品不純等缺點，后來又研制出Pb-Ag，Pb-Ag-Sb，Pb-Ag-稀土等鉛合金電極并在工業上取得應用。60年代H.Beer等提出Ti/RuO₂電極，在氯堿工業領域獲得成功的應用，但由于該電極價格高、析氧過電位低，不宜取得廣泛使用。

鈦基PbO₂電極具有成本低、耐蝕性好、析氧電位高等優點，已經在次氯酸、氯酸鹽、鉻酸等無機鹽電解工業，以及苯甲醛有機化合物電解工業中取得了應用，目前將PbO₂電極用于廢水處理中作為不溶性陽極也應用的極為廣泛，所以，PbO₂電極是今后無機和有機電解工業，以及廢水處理工業的主要陽極材料之一。

PbO₂電極的制備，通常選用鈦、石墨、塑料和陶瓷等為基體材料，通過基體表面粗化處理、涂鍍底層、α-PbO₂中間層以及電鍍β-PbO₂等基本過程，鍍制得到PbO₂電極。但這樣電鍍得到的PbO₂電極作為不溶性陽極，在使用中經常不夠穩定，主要存在的問題有：(1)PbO₂沉積層與電極表面結合不緊密或沉積層不均勻；(2)PbO₂沉積層多孔且粗糙，內應力大；(3)PbO₂沉積層易剝落或腐蝕，壽命不長。

專利CN1031725提出了ABS塑料基二氧化鉛電極的制造方法；專利CN93115160采用了電解法制備高純度活性二氧化鉛，作為各種鉛酸蓄電池的正極添加劑，能夠縮短化成時間，提高電池的初期容量，而沒有任何副作用；專利CN1073747報道了一種鈦基體的活性二氧化鉛電極及其制備方法和用途；專利CN2136250研究了網孔板式瓷基二氧化鉛電極的制造工藝，這些專利得到的鍍層都為β-PbO₂鍍層，但都存在著內應力大和耐腐蝕性差的關鍵問題。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種含氟二氧化鉛電極的制備方法，其制得的二氧化鉛電極具有鍍層內應力小、結合力好和電極壽命長等優點。

本發明采用的技術方案如下：

一種在鈦基體上制備含氟二氧化鉛電極的方法，所述的二氧化鉛電極的結構為：自鈦基體外由內至外依次鍍有錫銻氧化物底層、α-PbO₂層、含氟β-PbO₂層，所述的方法包括將鈦基體表面進行粗化處理、再通過熱分解法鍍錫銻氧化物底層、然后堿性電鍍α-PbO₂層、酸性復合電鍍含氟β-PbO₂層，即得所述的含氟二氧化鉛電極，具體制備步驟如下：

(1)粗化處理：將鈦基體表面噴砂粗化、用堿除油、用水清洗后于酸溶液中在50～90℃條件下刻蝕10～60min，然后用水清洗。所述的酸溶液為草酸溶于鹽酸溶液的飽和溶液，所述的鹽酸溶液濃度為12～36wt％。

具體操作為：在鈦基體表面上首先噴石英砂進行粗化，然后可選用0.1mol/L?NaOH堿液(其他堿性溶液也可)除油，優選用蒸餾水清洗，然后置于草酸溶于12～36wt％鹽酸的飽和溶液中在50～90℃條件下刻蝕10～60min，最后用蒸餾水清洗干凈(一般2～3次)，待用；

(2)熱分解法鍍錫銻氧化物底層：A.將錫銻氧化物涂層溶液均勻涂覆于鈦基體表面，然后烘干，按此步驟，重復涂覆和干燥5～10次，再在500～550℃高溫下分解1.5～3h；B.至少重復步驟A一次，即完成錫銻氧化物底層的化學鍍，所述的涂層溶液組成為：1～2質量份的SbCl₃、4～6質量份的SnCl₄·5H₂O、1.5～2.0體積份的36～38wt％的濃HCl，10體積份的正丁醇；

在將錫銻氧化物涂層溶液均勻涂覆于鈦基體表面時，可采用刷涂或浸泡后離心的方法。涂抹后的干燥方法優選在紅外燈或烘箱中在100～150℃下干燥30min；

此步驟(2)完成后可得到表面均勻、呈深蘭色的錫銻氧化物涂層。