[發明專利]一種非貴金屬氧化物涂層電極的制備方法

在審

• 申請號: 201410244606.X
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN103981541A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 潘洪明
• 申請（專利權）人: 蘇州市楓港鈦材設備制造有限公司;潘洪明
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C23C28/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青

技術領域

本發明涉及一種可用于濕法冶金的非貴金屬氧化物涂層電極的制備方法。

背景技術

水溶液電解制取金屬是濕法冶金的一個重要組成部分，用以制備鋅、銅、錳、錫等多種有色金屬。電解中要求陽極材料具有較高的耐蝕性和較低的電位。目前在濕法冶金中大量采用的不溶性陽極是石墨和鉛銀合金。石墨機械強度低、耐蝕性差，且容易造成陰極沉積金屬產物中碳含量升高。鉛銀合金雖然具有較高的導電性能、低的熔點、良好的加工性能與機械強度，但是在電解過程中仍發生輕微的溶解。鉛的溶解使陰極金屬產物被鉛污染，而銀的溶解則造成了貴金屬的損失。因此，研究新的耐腐蝕陽極材料有很大的意義。

自1968年RuO2/Ti電極問世以來，金屬氧化物電極引起人們的注意，隨后具有很好電化學穩定性和高的電催化活性、能基本滿足工業對電極性能的要求的IrO₂-Ta₂O₅/Ti電極被開發出來，但是由于銥、鉭價格昂貴，相比于傳統的石墨電極和鉛合金電極，其制備成本可高出數倍。因此，研究工作者不斷致力于探索低成本高性能的涂層鈦陽極。二氧化鉛、二氧化錳電極、錫銻氧化物電極、鈷氧化物電極等隨即被開發出來，并進行了工業生產試用，盡管效果不如銥鉭氧化物陽極，但這些非貴金屬氧化物電極在濕法冶金中是有前途的不溶性陽極材料，通過完善涂層配方的同時完善涂層的制備工藝，可期望開發出價格低廉，性能卓越的非貴金屬氧化物涂層電極。

中國發明專利申請200810172426.X公開了一種新型鈦基二氧化鉛電極及其制備方法，新型鈦基二氧化鉛電極以鈦材料為載體，由鈦基體表面由內至外依次為錫銻氧化物底層、α-PbO₂中間層、摻雜一種活性金屬(如鉍、鎳、鑭、鈰、鉺)和一種高吸附性能顆粒(如粉末活性炭、殼聚糖)的含氟β-PbO₂表面層。新型鈦基二氧化鉛電極的制備方法是：先將鈦基體酸刻蝕后，利用四氯化錫和三氯化銻丁醇混合溶液涂覆鈦基體表面，自然晾干后，在105～120℃下干燥10～30分鐘，按此步驟，重復涂覆和干燥2～4次，再于500～550℃下分解2～4小時，自然冷至室溫，按照以上步驟，重復涂覆、干燥和分解至少2次；然后將其作為陽極，在溶解有PbO的氫氧化鈉電鍍液(A)中電沉積α-PbO₂中間層，沉積時間為0.5～1小時，沉積溫度為20～50℃，電沉積的陽極電流密度為5～15mA/cm²；水洗去除浮物后，將其作為陽極，在混有一種高吸附性能顆粒和一種活性金屬的酸性含氟鉛溶液(B)中，電沉積摻雜一種活性金屬和一種具有高吸附性能顆粒的含氟β-PbO₂表面層，沉積時間為0.5～1小時，沉積溫度為20～50℃，電沉積的陽極電流密度為5～15A/cm²。該專利進一步公開了四氯化錫和三氯化銻丁醇混合溶液組成為440～520mmol/L的SnCl₄.5H₂O、90～170mmol/L的SbCl₃、8～12體積份的36～38wt％的濃鹽酸、35～45體積份的正丁醇。該專利所制備的鈦基二氧化鉛電極用于廢水處理領域，可在通電的情況下將水中的有機污染物高效氧化，取得好的效果，但是其在應用于濕法冶金行業時，使用壽命還待提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種價格低廉，性能卓越，使用壽命長，適用于濕法冶金中的非貴金屬氧化物涂層電極的制備方法。

為解決以上技術問題，本發明所采用如下技術方案：