[發明專利]用于污水深度處理的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法

有效

• 申請號: 201410643042.7
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104591342A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 牛軍峰;林輝
• 申請（專利權）人: 牛軍峰;林輝
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 北京紐盟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11456
• 代理人: 許玉順

技術領域

本發明涉及一種用于污水深度處理的Ti/Ebonex/PbO₂電極的制備方法，采用Ti/Ebonex/PbO₂電極的制備方法制備得到的Ti/Ebonex/PbO₂電極，使用Ti/Ebonex/PbO₂電極進行污水深度處理的方法，屬于水處理電化學領域。

背景技術

隨著現代農業的發展，農藥的需求逐漸增加。現代農藥品種繁多，但生產農藥的過程產生了大量的工業廢水。農藥廢水水質復雜，其主要特點是：1)污染物濃度較高，COD(化學需氧量)可達每升數萬毫克；2)毒性大，廢水中除含有農藥和中間體外，還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質；3)有惡臭，對人的呼吸道和粘膜有刺激性；4)水質、水量不穩定。因此，農藥廢水對環境的污染非常嚴重。農藥廢水處理的目的是降低農藥生產廢水中污染物濃度，提高回收利用率，力求達到無害化，不過處理技術尚不完善。常用的方法很多，包括生化法、吸附法、萃取法、液膜分離法和氧化法等。

電催化氧化法能夠提高廢水的可生化性、可將有毒害的有機物轉化為低毒無害的物質，同時還具有操作簡單、反應條件溫和、無二次污染等優點，因此電催化氧化法具有很好的應用前景。利用電催化氧化法降解有機污染物的核心問題之一就是制備高性能的電極材料，尤其是開發具有催化活性高、導電性好、穩定性強的陽極材料。研究能滿足工業生產的陽極材料一直是人們關注的課題。經過長期研究發現，鈦基二氧化鉛電極化學穩定性及導電性能好，析氧過電位較高，是一種性能良好、價格便宜的不溶性陽極材料。由于金屬鈦耐腐蝕、質量輕、強度大，并且鈦的熱膨脹率與二氧化鉛的熱膨脹率接近，有利于解決由溫度變化引起的電沉積層脫落問題。

鈦基二氧化鉛電極失效的一個主要原因是電解過程中產生的新生態氧原子擴散到鈦基體表面形成TiO₂絕緣層，容易導致表面活性層脫落。因此，在鈦基體和表層活性層之間設計一層中間過渡層，防止TiO₂絕緣層的形成，從而增加電極的穩定性和延長壽命。中間層應該具備三個基本條件：1)能夠與鈦基體和活性層緊密結合；2)耐強酸腐蝕及抵抗新生態氧侵蝕；3)良好的導電性。貴金屬Pt、Pd及Ag等作為中間層電極的穩定性明顯提高，但是貴金屬價格高昂，限制了其工業化應用。因此，以賤金屬氧化物作為中間層更有實際應用價值，吸引了研究者們的關注。目前，以類中間層的研究已經取得不少成果，其中研究最廣泛為SnO₂-Sb中間層。SnO₂與TiO₂和β-PbO₂都屬于金紅石型晶系，其晶胞尺寸處于TiO₂和β-PbO₂之間。因此，以SnO₂作為中間過渡層具有兩方面的優點：1)SnO₂可降低TiO₂和β-PbO₂之間由于晶格不匹配產生的內應力；2)SnO₂易與TiO₂形成固溶體，從而阻止TiO₂絕緣層的形成。然而，SnO₂-Sb層主要通過溶膠-凝膠工藝制備，需要反復培燒，工藝繁瑣，且容易出現不均勻現象，不利于于工業大規模生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ti/Ebonex/PbO₂電極的制備方法，該方法包括以下步驟：Ti基體預處理步驟、Ebonex中間層制備步驟及Ti/Ebonex/PbO₂電極制備步驟，其中，所述Ti基體預處理步驟，采用300～500目的金剛砂進行噴砂處理；所述Ebonex中間層制備步驟，在保護氣氛下，將亞氧化鈦粉末以等離子噴涂的方式制備；所述Ti/Ebonex/PbO₂電極制備步驟，在所述制備的Ti/Ebonex電極為基體電極，通過電沉積得到。

本發明所述的Ti/Ebonex/PbO₂電極的制備方法，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述的保護氣氛為還原性或惰性保護氣氛。

本發明所述的Ti/Ebonex/PbO₂電極的制備方法，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述還原性或惰性保護氣氛選自氦氣、氮氣、氬氣或氫氣。