[發明專利]板狀金屬氧化物電極的復極式電沉積方法

有效

• 申請號: 201210134541.4
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102677118A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 涂曉波;張懷松;袁兵;程木森
• 申請（專利權）人: 武漢威蒙環保科技有限公司
• 主分類號: C25D7/06
• 分類號: C25D7/06;C25D9/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及電化學方法制備金屬氧化物電極技術領域，具體地指一種板狀金屬氧化物電極的復極式電沉積方法。

背景技術

高濃度有毒性難生化降解的有機物廢水，一直是我國污水治理的重點和難點。采用電化學高級氧化技術治理這些難降解的污水，已經成為廢水處理領域的熱門研究。

電化學高級氧化水處理技術的關鍵有三點：一是電極，二是電解槽結構，三是電源配置，其中技術的核心是電極。用作電極的材料主要有：金屬材料、碳素材料、金屬氧化物材料和非金屬化合物材料等。

在金屬材料電極領域，目前，常用的是單極式板狀金屬氧化物電極，包括正極金屬氧化物電極和負極金屬氧化物電極，將正極電極和負極電極交叉放置在電解槽中，用隔膜將陽極和陰極隔開。當直流電通過電解槽時，在陽極與溶液界面處發生氧化反應，在陰極與溶液界面處發生還原反應，以制取所需產品。采用單級式板狀金屬氧化物電極的電解槽具有電流大，變電整流工程造價高，系統復雜，可行性差的缺陷。

為了改進電解槽的性能，復極式板狀金屬氧化物電極已處在研究階段，和單級式板狀金屬氧化物電極不同，其電極為一面為正極另一面為負極。將復極式板狀金屬氧化物電極置于電解槽中使用時，僅需將多個電極正極朝向相同的方向排列，無需隔膜將電極隔開。復極式板狀金屬氧化物電解槽能實現低電流，高電壓，系統簡單，可控性好。

單級式和復極式板狀金屬氧化物電極不同，所以在制備時，兩者的電沉積方法也不相同。現行單極式電沉積大都是對電極的兩面都進行同樣的處理，比如電極兩面同樣進行燒結，或電極兩面進行同樣的電沉積。對電極兩面同時進行同一種材料的電沉積即是單極式電沉積。單極式電沉積制得的電極，電極的兩面是同一種材料；而復極式電沉積制得的電極，電極的兩面可以是同一種材料，也可以不是同一種材料。

上述表明，復極式板狀金屬氧化物電極只能進行單面電沉積，而金屬板單面電沉積不可避免地要產生應力變形，而且金屬板面積越大產生的應力變形越大，使所制備的電極由平面變成凹面。很明顯，呈凹面的電極勢必影響電解槽的極板間距，繼而影響電化學的電流分布、電流效率；另外，由于應力較大或應力集中，還會使電沉積層起泡、開裂甚至脫落，以至使板狀金屬氧化物電極失效。因此，以金屬板為基材，在解決了基體金屬板的應力變形問題之后，需要一種適宜的電沉積方法，以制備復極式板狀金屬氧化物電極。

發明內容

本發明的目的在于填補現有技術的空白，提供一種能夠快速、高效且簡便的板狀金屬氧化物電極的復極式電沉積方法，通過該方法獲得的復極式板狀金屬氧化物電極板面平整，電催化性能優良，并消除了制作過程中產生的變形應力。

為實現上述目的，本發明所提供的板狀金屬氧化物電極的復極式電沉積方法，包括以下步驟：

(1)準備待制作成電極的金屬板，金屬板的一面已加工成若干個凸出小平面，且小平面分布在金屬板的同一表面上；

(2)將步驟(1)得到的金屬板清洗干凈后進行涂層燒結過渡層；

(3)將經過燒結過渡層的數片金屬板垂直地安裝進復極式電沉積槽之中，使金屬板的板面互相平行、同心且金屬板面上具有凸出小平面的一面朝向復極式電沉積槽的電源的正極，開啟電源，使電沉積藥液在復極式電沉積槽中流動，對金屬板面上具有凸出小平面的一面進行金屬氧化物電沉積；

(4)金屬氧化物電沉積結束后，清洗金屬板得到復極式板狀金屬氧化物電極。

可選地，所述金屬板為單組分金屬板或多組分合金板。

優選地，所述步驟(3)中的數片金屬板為3～100片金屬板。

優選地，所述復極式電沉積槽采用的電源為直流穩壓穩流電源。

優選地，所述電沉積藥液的配方如下：硝酸鉛110～150g/L、硝酸銅15～25g/L、硝酸錳30～50g/L、氟化鈉1.0～1.5g/L、硝酸鉍0.5～1.0mmol/L、硝酸3ml/L，稀土元素：鑭、鈰、釹、銪各1～10mmol/L。