[發(fā)明專利]一種多孔二氧化鉛材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310542693.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103540950A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢銀泰科技電源股份有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/00
• 分類號(hào): C25B1/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 蘇敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔二氧化鉛材料的制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鉛材料有較好的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、光學(xué)及機(jī)械性能，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐多種強(qiáng)酸腐蝕。二氧化鉛作為不溶性陽(yáng)極材料，在水溶液中電解時(shí)，具有較高的析氧電位、抗氧化能力強(qiáng)、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，引起了國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。二氧化鉛材料作為不溶性陽(yáng)極材料，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)、濕法冶金、廢水處理等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的二氧化鉛材料的制備，采用金屬鈦?zhàn)鳛榛w（金屬鈦的膨脹系數(shù)與二氧化鉛材料相近），通過(guò)特殊的化學(xué)溶液處理后，在含鉛離子的酸性溶液中，電解得到二氧化鉛材料。近年還有采用鋼鐵、不銹鋼作為二氧化鉛材料金屬基體材料；用陶瓷、ABS塑料作為二氧化鉛材料非金屬基體材料的報(bào)道。然而在上述基體材料上制備出的二氧化鉛材料為棒狀或平板狀，比表面積較小，不能完全滿足電解生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種多孔二氧化鉛材料的制備方法，制備的多孔二氧化鉛材料具有一定機(jī)械強(qiáng)度，比體積大，比表面積大，通孔率高。

為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案如下：

一種多孔二氧化鉛材料的制備方法，包括對(duì)聚氨酯海綿基底依次進(jìn)行除油、粗化、中和、預(yù)浸和化學(xué)氧化處理后作為陽(yáng)極，以純鉛板作陰極進(jìn)行電化學(xué)氧化處理，最后固化，干燥得到多孔二氧化鉛材料；所述電化學(xué)氧化過(guò)程加入了鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉；所述的聚氨酯海綿基底開(kāi)孔為2～5mm，海綿絲的直徑在0.1～0.25mm，孔隙率85～95%。

按上述方案，所述電化學(xué)氧化處理采用硝酸鉛180-330g/L、鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉2-4g/L的酸性混合溶液；陽(yáng)極電流密度8～20A/dm2，溫度控制在45℃。

按上述方案，所述的除油處理是將聚氨酯海綿基底浸泡于氫氧化鈉、碳酸鈉、辛基酚聚氧乙烯醚的混合水溶液中。

按上述方案，所述的粗化處理是將聚氨酯海綿浸泡于強(qiáng)酸性溶液中；強(qiáng)酸性溶液為硫酸、重鉻酸鉀兩種物質(zhì)的混合水溶液；或硫酸、鉻酐兩種物質(zhì)的混合水溶液。

按上述方案，所述的中和處理是將粗化后的聚氨酯海綿置于碳酸鈉溶液中浸泡。

按上述方案，所述的預(yù)浸處理是將中和處理過(guò)的聚氨酯海綿在預(yù)浸溶液中浸泡；所述的預(yù)浸液為硫代硫酸銨和氨水的混合液。

按上述方案，所述的化學(xué)氧化處理是將預(yù)浸后的聚氨酯海綿在化學(xué)氧化溶液中浸泡；所述的化學(xué)氧化溶液為醋酸鉛、硫代硫酸銨、氨水的混合溶液。

除油步驟處理，除去聚氨酯海綿表面的油污，使下一步驟的粗化過(guò)程更加均勻；粗化步驟處理，使聚氨酯海綿的表面微觀粗糙，增大其表面積，增加基體與二氧化鉛層的結(jié)合強(qiáng)度；中和聚氨酯海綿表面可能未清洗干凈的酸性溶液，避免六價(jià)鉻離子或硫酸根離子帶入預(yù)浸溶液，造成預(yù)浸溶液分解、失效；在聚氨酯海綿表面采用化學(xué)氧化的方法，得到了具有導(dǎo)電功能的二氧化鉛層；然后在電化學(xué)氧化溶液中，使用上述方法處理過(guò)的聚氨酯海綿作陽(yáng)極，純鉛板作陰極進(jìn)行電化學(xué)氧化，得到具有三維多孔結(jié)構(gòu)的二氧化鉛材料，電化學(xué)氧化時(shí)間根據(jù)所需要的二氧化鉛層的厚度而定。

本發(fā)明的有益效果：

電化學(xué)氧化溶液成分簡(jiǎn)單，易于調(diào)配；特殊化學(xué)添加劑鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉的加入，使二氧化鉛層的微觀形貌更加粗糙，表面積進(jìn)一步加大；用上述方法制備的多孔二氧化鉛材料，硬度高，比表面積巨大，是理想的不溶性陽(yáng)極材料。

附圖說(shuō)明

圖1：實(shí)例1中制備的多孔二氧化鉛材料樣品（添加了鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉）。

圖2：實(shí)例1中制備的多孔二氧化鉛材料樣品（未添加鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉）。

圖3：實(shí)例2中制備的多孔二氧化鉛材料樣品表面形貌（400倍）。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步解釋，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1

試樣制備：選取開(kāi)孔為3～5mm，海綿絲的直徑在0.15～0.25mm，孔隙率90～95%的聚氨酯海綿為基體，將其裁剪為150×50×5mm的長(zhǎng)方體備用。

除油：將裁剪成型的試樣，浸泡于氫氧化鈉8g/L、碳酸鈉45g/L、辛基酚聚氧乙烯醚1g/L的混合溶液中，溫度25℃，浸泡時(shí)間20分鐘。

粗化：將除油后的試樣，浸泡于硫酸100ml/L和鉻酸80g/L的混合溶液中，溫度為25℃，浸泡時(shí)間10分鐘。

中和：將粗化后的聚氨酯海綿在10g/L的碳酸鈉溶液中浸泡15分鐘，溫度為30℃。

預(yù)浸：將中和后的聚氨酯海綿，置于預(yù)浸溶液中浸泡10分鐘，溫度25℃，為所述預(yù)浸液的組成為：硫代硫酸銨50g/L和氨水20ml/L。