[發明專利]一種透氣電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201710229456.9
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107142491A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 倪康祥;趙皓翰
• 申請（專利權）人: 廣東卓信環境科技股份有限公司
• 主分類號: C25B1/26
• 分類號: C25B1/26;C25B11/03;C25B11/10;C25B11/06;C25D9/08
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙)44288
• 代理人: 謝嘉舜

技術領域

本發明涉及電極領域，具體涉及一種透氣電極及其制備方法。

背景技術

隨著地球上水資源的不斷被污染和水資源的不斷缺乏，消毒水處理顯得越來越重要。現制次氯酸鈉消毒與其他消毒技術相比，優勢明顯。但目前市場上的次氯酸鈉發生器存在電耗和鹽耗太高、電極使用壽命短等問題，嚴重制約其大規模應用，影響次氯酸鈉發生器性能并制約其應用的關鍵之處在于電極材料。

專利[一種鈦陽極的制備方法]公開了一種鈦陽極的制備方法，其先在鈦基體表面沉積一層惰性薄膜，然后再涂敷活性氧化物涂層。該方法雖然提高了鈦基體與涂層的粘結力，但惰性薄膜導電性差、抗氧滲透能力差，導致電極的電流效率降低、耐腐蝕性差，使得次氯酸鈉發生器的電耗和鹽耗增加，電極使用壽命短，不利于節能降耗。

專利[催化劑涂層及其使用和制備方法]公開了一種采用電沉積法制備氯酸鈉的電極涂層，雖然電沉積法制備工藝相對簡單，但該專利中采用鈦板或鈦管作為承載金屬氧化物的基體，顯得比表面積小，導致電極電解效率低，次氯酸鈉發生器運行成本高。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是為了提供一種次氯酸鈉的發生效率更高的透氣電極的制備方法。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種透氣電極的制備方法，包括以下步驟：

1)制多孔鈦基體：制備孔隙度為30-45％、孔徑5-20μm、厚度為0.5-2mm的多孔鈦板，作為鈦基體；

2)鈦基體的表面處理；

3)前驅體沉積：將鈦基體置于含氯化鈦、氯化釕、氯化銥的pH為1-5的乙醇水溶液中沉積；

4)電解：以鉑電極為工作電極，以甘汞電極為參比電極，以步驟3)處理后的鈦基體為陰極，進行電解，其中，工作電極與陰極間距為15-20mm，電沉積參數為：沉積浴溫度為1-8℃，陰極電流密度為15-30mA/cm²，電沉積時間為20-60min；

5)燒結：將步驟4)處理后的鈦基體置于高溫爐，升溫速率為5℃/min，升溫至450-470℃進行燒結，得到透氣電極。

作為優選，步驟1)中，鈦基體的孔隙度為43％、孔徑為17μm、厚度為1mm。

作為優選，步驟2)中，表面處理的具體操作如下：將鈦基體置于5-20wt％NaOH溶液中震動，除去表面油污，再浸泡于15-25wt％草酸溶液中煮沸1-2h，除去表面氧化物。

作為優選，所述NaOH溶液的濃度為10wt％，草酸溶液的濃度為20wt％。

作為優選，步驟3)中，乙醇與水的體積比為5-15:1；采用HCl調節pH。

作為優選，步驟3)中，氯化銥的濃度為7-13mM/L，鈦釕銥的摩爾比為(5-7)：(1.4-1.8)：1。

作為優選，步驟4)中，工作電極與陰極間距為17mm，電沉積參數為：沉積浴溫度為4℃，陰極電流密度為29mA/cm²，電沉積時間為46min。

作為優選，步驟5)中，升溫速率為5℃/min，升溫至460℃燒結70min。

本發明的另一目的在于提供上述的方法制備的透氣電極。

相比現有技術，本發明的有益效果在于：本發明采用電化學沉積法在透氣多孔鈦基體沉積一層RuO₂-IrO₂-TiO₂金屬氧化物，該制備方法相對于傳統的反復涂敷燒結的制備方法具有工藝簡單，而且氧化物涂層更加致密，電極壽命更高。本發明制備的透氣電極的有效比表面積提高了數十倍，從而使電從而使得電解效率顯著提高，NaClO產率遠高于傳統的電極，且鹽耗和電耗低，節能減排。

具體實施方式

下面，結合具體實施方式，對本發明做進一步描述：

實施例1

一種透氣電極的制備方法，包括以下步驟：

1)制多孔鈦基體：采用真空燒結法制備孔隙度為35％、孔徑7μm、厚度為1mm的多孔鈦板，作為鈦基體；

2)鈦基體的表面處理：將鈦基體置于10wt％的NaOH溶液中震動30min，沖洗干燥后，置于20wt％的草酸溶液中煮沸2h取出后沖洗干凈待用；

3)前驅體沉積：將步驟2)處理后的鈦基體置于含氯化鈦、氯化釕、氯化銥的pH為3的乙醇水溶液中沉積；其中乙醇水溶液中，乙醇與水的體積比為25:3；氯化鈦的濃度為54mM/L、氯化釕的濃度為14mM/L、氯化銥的濃度為8mM/L；