[發(fā)明專利]一種銅基亞氧化鈦電極板的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510716682.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105297073A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周生剛;郭曉亮;曹勇;張能錦;牛永勝;許健;張俊;竺培顯
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C23C4/134;C23C4/11;C25C7/02;H01M4/16;H01M4/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銅基亞氧化鈦電極板的制備方法，電極材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈦電極尺寸穩(wěn)定、耐腐蝕性好、質(zhì)量輕、強度高，被迅速而成功地用于氯堿工業(yè)，但是鈦電極的內(nèi)阻大，而且鈦電極主要以銥、釕等稀貴金屬氧化物作為活性涂層原料，不僅成本昂貴，而且在硫酸電解過程中涂層易脫落失效。鉛電極作為工業(yè)中廣泛用使用的陽極材料，在硫酸體系中操作穩(wěn)定、表面氧化物即使破損也能自行恢復(fù)，但鉛合金電極內(nèi)阻大、易溶解、重量大、強度低、已發(fā)生彎曲變形等致命缺點。為了彌補鈦電極和鉛電極的不足，采用密度小、成本低、電導(dǎo)率高、陽極電位低、機械加工性能好的銅電極材料。同時，為了保證銅板表面的穩(wěn)定性，需要在其表面制備特殊的導(dǎo)電保護層，這一保護層需要具有高導(dǎo)電性和耐酸腐蝕性。

Ti₄O₇屬于Magneli相氧化鈦物質(zhì)，在室溫下具有良好的導(dǎo)電性能，同時亞氧化鈦（Ti₄O₇）本身就是一種極好的活性物質(zhì)；Ti₄O₇具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，高的耐酸堿腐蝕性和耐蝕性，低的析氧電位、壽命長、不易溶解，作為電極材料具有良好的催化活性和與催化劑的相容性。Ti₄O₇在高電流密度、高酸條件下不鈍化不腐蝕而優(yōu)于石墨和鈦金屬，已作為電極用于電積鋅，金屬回收，電解氧化錳，金屬箔生產(chǎn)以及印刷線路板蝕刻液的回收處理再利用。

本發(fā)明的目的在于克服鈦、鉛電極板內(nèi)阻較大的不足，而提供一種高導(dǎo)電、耐腐蝕的銅基亞氧化鈦電極板，該種銅基亞氧化鈦電極板可用作電積鋅，金屬回收，電解氧化錳等電化學(xué)過程中的極板。

發(fā)明內(nèi)容

本法的目的在于提供一種銅基亞氧化鈦電極板，所述銅基亞氧化鈦電極板由銅金屬板載體和處于銅金屬板表面的亞氧化鈦薄膜，亞氧化鈦薄膜的主要成分為Ti₄O₇、TiO₂，Ti₄O₇含量不低于亞氧化鈦薄膜總質(zhì)量的50%。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述亞氧化鈦的薄膜厚度為70~150μm。

本法的另一目的在于提供所述銅基亞氧化鈦電極板的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）對銅金屬板載體進行清洗、噴砂處理；

（2）在銅基載體表面采用等離子噴涂法制備亞氧化鈦薄膜，將Ti₄O₇粉末熔化后噴涂到銅金屬板載體表面上得到高導(dǎo)電性的亞氧化鈦薄膜。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1）所述噴砂處理中砂（石英砂）的粒度為100~500μm。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中等離子噴涂法中：保護氣為氬氣和氮氣，氮氣流速為1800~2000L/h，氬氣流速為1800~2000/h，噴涂功率為32~36kW，送粉電位為12~16V，噴涂距離為10~14cm，噴射角為90°。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3）中亞氧化鈦粉末的粒度為微米級，粒徑在1~100μm之間。

本發(fā)明所述清洗為常規(guī)清洗，依次用堿、硝酸、清水進行清洗。

本發(fā)明所述銅基亞氧化鈦電極可用作高能鉛酸蓄電池正極板柵、雙極性電池極板和濕法冶金等領(lǐng)域電極材料。

本發(fā)明的有益效果：

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用等離子噴涂將亞氧化鈦粉末噴涂到銅金屬板載體表面，由于銅的內(nèi)阻小，可以降低再生產(chǎn)過程中的電損，達到節(jié)能的目的；密度比鉛合金的小，減輕搬運的負擔(dān)；銅的價格比鈦合金、鉛合金的低，可以大大降低原材料的成本。本發(fā)明采用的工藝較為簡單，直接在銅金屬板載體表面進行噴涂，即可獲得與銅金屬板結(jié)合良好、高導(dǎo)電、機械強度高和耐蝕性好的亞氧化鈦薄膜，該銅基亞氧化鈦板可用于電積鋅，金屬回收，電解氧化錳，金屬箔生產(chǎn)以及印刷線路板蝕刻液的回收處理再利用，還可用作高能鉛酸蓄電池正極板柵、雙極性電池極板和其他相關(guān)電化學(xué)極板。

附圖說明

圖1是銅基亞氧化鈦制備流程示意圖。

圖2是實施例1(a)、2(b)、3(c)制備的亞氧化鈦薄膜的XRD圖譜。

圖3是實施例1(a)、2(b)、3(c)制備的亞氧化鈦薄膜的SEM圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于所述內(nèi)容。

實施例1