[發明專利]處理印染廢水的銅摻雜涂層電極的制備方法

在審

• 申請號: 201510264773.5
• 申請日: 2015-05-21
• 公開（公告）號: CN104876305A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 丁國際;趙磊;李珊;胡夢楠;焦正
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467;C02F103/30
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種電化學電極的制備方法，特別是涉及一種電催化氧化法專用電極的制備方法，應用于電極材料制備技術領域。

背景技術

印染行業用水量大，印染廢水中含有大量的有毒有害污染物。傳統的生物處理方法雖然在有機物去除方面已得到廣泛應用，但本質上生物處理技術只能有效地去除廢水中生物相溶的有機物，對非生物相溶物質卻不適用，但設備占地面積大，處理時間長，投資費用高，使得生物法只能作為廢水處理的預處理階段。混凝沉淀法也是一種主要的印染廢水處理方法，但該方法會產生大量的沉淀物，有害成分并沒有徹底從環境中除去。可以說，開發能夠有效處理印染廢水的新技術和新方法仍是一個受關注的熱點。電催化氧化法不僅可以降解印染廢水中多種有機物，而且也可以去除色度、濁度、氨氮等，作為一種清潔的處理工藝，具有多功能性、易操作性、經濟性、污染少等優點，處理過程中幾乎不用添加化學試劑，既可取代傳統的方法單獨使用，也可作為一種深度處理的方法，與其他方法有效結合，能將難生物降解的有機物轉化為可生物降解物質，提高廢水的可降解性。因此，電催化氧化處理技術的開發及其在印染廢水處理中的應用，在解決印染廢水污染問題方面有著現實的意義。

處理印染廢水離不開電極，電極材料的選擇極為重要，不斷研制性能優越的新型電極材料始終受到很大的關注。鈦基錫銻氧化物涂層電極由于具有高的析氧過電位、良好的電催化性能和導電性，而在水處理、有機電合成等領域得到應用，是一種較有前途的析氧陽極材料。在鈦基錫銻涂層電極中摻雜一些特殊的金屬元素，使涂層組成多元化，可改變涂層的電催化活性。目前人們研究較多的是向鈦基錫銻電極中摻雜了?Y、La、Nd、Gd、Dy?和?Eu?等多種稀土元素，但卻未見有人選擇Cu進行摻雜。申請號200610144146.9的中國發明專利公開了一種采用銥鉭錫氧化物涂層鈦電極電解處理有機廢水的方法，但該電極去除率不高，電解時需要加入添加劑。申請號201110149758的中國發明專利公開了一種鈦基錫銻鉑氧化物電極材料及其制備方法，所述活性層為銻鉑涂液，但制造工藝復雜，電鍍條件不易控制，而且所需涂液成分復雜，摻雜鉑元素成本較高。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種處理印染廢水的銅摻雜涂層電極的制備方法，中間層為錳摻雜錫銻層，活性層采用一種常見易得廉價的金屬元素Cu進行摻雜，制備出催化活性高、電流效率高、電極壽命長的電極。

為達到上述發明創造目的，本發明采用下述技術方案：

一種處理印染廢水的銅摻雜涂層電極的制備方法，包括如下步驟：

a.?鈦基體預處理：采用純鈦板作為鈦基體，用拋光機將純鈦板表面拋光后，將純鈦板浸沒在質量濃度為5~10％的NaOH溶液中加熱1~2h進行除油，再將純鈦板浸沒在質量濃度為5~20％的草酸中，在草酸微沸狀態下處理1~3h，然后將純鈦板用去離子水沖洗干凈備用；

b.?中間層涂液的制備：按照不同中間層組分金屬元素摩爾質量比為Sn:Sb:Mn?=100:10:(1~5)的比例，分別對應稱取一定量四氯化錫、三氯化銻和可溶性錳鹽，然后一并溶于異丙醇中，再加酸調節pH值為1，同時超聲振蕩1h，使溶液混合均勻，得到中間層涂液；調節中間層涂液的pH值優選采用5~20ml的HCl溶液；可溶性錳鹽優選采用硝酸錳、氯化錳和硫酸錳中的任意一種或任意幾種的混合物鹽；

c.?涂刷法制取中間層：將在所述步驟b中配制好的中間層涂液均勻涂于經過所述步驟a處理后的鈦基體表面上，使鈦基體表面附著一層金屬液膜，然后將表面附著金屬液膜的鈦基體置入鼓風干燥箱中，在80-120℃下鼓風干燥8min，然后將附著金屬液膜的鈦基體移入馬弗爐中在450-550℃條件下煅燒1~3h，使金屬液膜固化形成中間層與鈦基體結合形成鈦電極板，然后將鈦電極板自然冷卻至室溫；

d.?活性層涂液的制備：按照不同活性層組分金屬元素摩爾質量比為Sn:Sb:Cu?=100:10:(1~5)的比例，或者按照不同活性層組分金屬元素摩爾質量比為Sn:Sb:?Ce:Cu?=100:10:?(1~5):?(1~5)的比例，分別對應稱取一定量四氯化錫、三氯化銻、可溶性銅鹽和可溶性鈰鹽中的鹽物質作為中間層組分金屬元素的鹽，然后一并溶于異丙醇中，再加酸調節pH值為1，同時超聲振蕩1h，使溶液混合均勻，得到活性層涂液；調節活性層涂液的pH值優選采用5~20ml的HCl溶液；可溶性銅鹽優選采用硝酸銅、氯化銅和硫酸銅中的任意一種或任意幾種的混合物鹽；可溶性鈰鹽優選采用硝酸鈰、氯化鈰和硫酸鈰中的任意一種或任意幾種的混合物鹽；