[發明專利]鈦基錫銻鉑氧化物電極材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110149758.8
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102320683A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張乃東;欒萬利;朱正江
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46;C02F1/72
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

技術領域

本發明涉及一種電催化的氧化電極(DSA)材料，特別涉及一種表面覆蓋錫銻鉑涂層的鈦電極材料及其制備方法。

背景技術

電催化氧化法是處理水葉難降解有機物的一種有效方法，由于其具有簡單、快速，可產生電吸附、電絮凝的特點而倍受人們關注。電極材料是影響電催化法處理效果的關鍵因素之一，Ti/Sn-Sb氧化物電極是一種具有高析氧電位，催化性能優良，導電性良好，是目前電催化氧化水處理法中一種常用的電極，適于處理有機工業廢水；但其對SO₄^2-生成S₂O₈^2-的反應沒有催化作用，處理過的廢水可生化性差，不適于再采用生化法進行深度處理，而采用普通的過濾和絮凝等常規方法處理也基本沒有效果。因此，目前對于高濃度有機廢水的處理，亟需一種具有高析氧電位，同時又對SO₄^2-生成S₂O₈^2-的反應具有高催化作用的電極，使通過電催化氧化法處理的廢水可生化性高，處理成本低，環境污染小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型電極材料的制備方法，通過電鍍燒結法使鈦基體完全被錫銻鉑氧化物覆蓋，從而使電極具有很高的電催化活性和電化學穩定性，同時降低電極的生產成本。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：本發明方法包括鈦基體預處理、鍍錫、涂覆活性層及燒結，其特征在于：所述活性層為銻鉑涂液，所述銻鉑涂液的組成為三氯化銻(SbCl₃)∶氯鉑酸(H₂PtCl₆·6H₂O)∶36wt.％HCl∶正丁醇＝0.1g∶(0.01-0.03g)∶1ml∶5ml。

制備方法包括如下步驟：

①基體處理：鈦板用丙酮超聲清洗，在體積分數10％的氫氟酸(HF)水溶液中刻蝕5min，以去離子水超聲清洗、氮氣吹干，用240目金相砂紙打磨，再次用去離子水超聲清洗，氮氣吹干；

②中間層鍍錫

將步驟①處理好的鈦板放入錫鍍液中，錫板作陽極，電流密度5A·cm^-2，電鍍時間60min，鈦板上形成錫鍍層；

將鍍有錫鍍層的鈦板涂上水，放入90℃的烘箱中烘干，再涂水、烘干，如此反復3次，鈦板表面的錫(Sn)轉化成氧化錫(SnO₂)；

所述錫鍍液組成為硫酸錫55g·L^-1，硫酸100g·L^-1，明膠2g·L^-1，β-萘酚1g·L^-1；

③活性層燒結

將銻鉑涂液用毛刷均勻涂在步驟②制備的鈦板上，烘干后在550℃下煅燒，再涂上銻鉑涂液、烘干煅燒，如此反復3～5次，鈦板表面生成致密的錫銻鉑氧化物涂層；

所述銻鉑涂液組成為SbCl₃∶H₂PtCl₆·6H₂O∶36wt.％HCl∶正丁醇＝0.1g∶0.3g∶1ml∶5ml。

相比于現有技術，本發明的有益效果：鈦基錫銻鉑(Ti/Sn-Sb-Pt)氧化物電極具有高析氧電位，2.06V(vs.SHE)，適用于難降解有機廢水的處理；同時該電極可以較好地催化由硫酸根(SO₄^2-)生成過硫酸根(S₂O₈^2-)的反應，在耗電量、電解質相同的情況下，S₂O₈^2-的產量高于鈦基錫銻(Ti/Sn-Sb)氧化物電極30-35％；因此本發明的另一目的在于保護本發明方法制備的鈦基錫銻鉑氧化物電極材料。

本發明通過電鍍燒結法使鈦基體完全被錫銻鉑氧化物覆蓋，避免了由于鈦基體裸露而產生的導電性和析氧電位下降的現象，同時由于工藝中采用了電鍍法，這可以增加鈦基體與錫銻鉑氧化物之間的結合力，增加中間層的致密性，減少新生態的氧向電極表面的擴散，從而使電極具有很高的電催化活性和電化學穩定性；同時本發明提供的電極具有較高的析氧電位，且相比于鉑電極運行成本大大降低。

具體實施方式

下面的實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1

鈦基錫銻鉑氧化物電極材料的制備方法：