[發明專利]一種三元復合氧化物陽極的制備方法

有效

• 申請號: 201710860735.5
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107723743B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王成彥;劉寶;陳永強;王碩
• 申請（專利權）人: 王成彥
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C23C18/12
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種三元復合氧化物陽極的制備方法，首先對鈦基體進行預處理，具體包括堿洗、草酸蝕刻、超聲清洗和烘干；將RbCl與H₂IrCl₆按一定比例與硅酸四乙酯進行混溶，靜置后得到制備涂覆溶液所需的溶質；將體積比為1:1的正丁醇和異丙醇的混合溶劑加入到所配溶質中，得到涂覆溶液；再將制備好的涂覆溶液均勻涂覆在預處理后的鈦基體表面，經烘干、燒結處理后得到Ir?Rb?Si三元復合氧化物陽極。該方法制備流程簡單，所制得的陽極具有高析氧催化活性表面，表現出了較好的析氧催化性能以及使用壽命。

技術領域

本發明涉及濕法冶金技術領域，尤其涉及一種三元復合氧化物陽極的制備方法。

背景技術

析氧反應作為濕法冶煉銅、鋅、錳等有色金屬的陽極反應，在有色金屬冶煉過程中占有重要的地位，陽極作為析氧反應的發生場所，其化學組成會直接影響有色金屬冶煉過程的能耗以及陰極產品質量。目前濕法冶金行業使用的陽極多為Pb基合金陽極，如Pb-Ag、Pb-Sr-Ag、Pb-Co-Ag等，其雖具有易加工、低成本和抗硫酸腐蝕的優點，但也存在陽極析氧反應過電位高和電解過程鉛溶解污染陰極產品的缺點。

Ti基體表面涂覆氧化物陽極一般又稱尺寸穩定型陽極(DSA)，其具有外形尺寸穩定、析氧過電位低以及電解過程中不會對陰極產品造成污染的優點，近年來在高純產品的電解生產過程得到了廣泛使用。二氧化釕(RuO₂)以及二氧化銥(IrO₂)由于具有較好的析氧催化活性，多用于陽極氧化物涂層的制備。在使用過程中，Ti/RuO₂陽極雖具有較低的析氧過電位，但在硫酸體系中RuO₂涂層的耐腐蝕性較差，陽極壽命較短(約100天)，制約了其在有色冶金領域的應用。IrO₂的析氧催化活性雖略低于RuO₂，但其在硫酸體系中表現出了較好的耐腐蝕性能，使用壽命可以達到1年以上，較為適用于酸性體系中析氧陽極涂層的制備。但銥價格昂貴，用其制作的陽極成本很高。因此，開發一種析氧催化活性高、使用壽命長以及生產成本低的析氧陽極對有色金屬冶煉過程的節能降耗十分重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種三元復合氧化物陽極的制備方法，該方法制備流程簡單，所制得的陽極具有高析氧催化活性表面，表現出了較好的析氧催化性能以及使用壽命。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種三元復合氧化物陽極的制備方法，所述方法包括：

步驟1、首先對鈦基體進行預處理，具體包括堿洗、草酸蝕刻、超聲清洗和烘干；

步驟2、將RbCl與H₂IrCl₆按一定比例與硅酸四乙酯進行混溶，靜置后得到制備涂覆溶液所需的溶質；

步驟3、將體積比為1:1的正丁醇和異丙醇的混合溶劑加入到所配溶質中，得到涂覆溶液；

步驟4、將制備好的涂覆溶液均勻涂覆在預處理后的鈦基體表面，經烘干、燒結處理后得到Ir-Rb-Si三元復合氧化物陽極。

在所得到的涂覆溶液中，銥和銣的摩爾濃度為0.01-0.05mol/L，硅的摩爾濃度為0.05-0.3mol/L。

所得到的Ir-Rb-Si三元復合氧化物陽極由鈦基體和在鈦基體表面涂覆的含二氧化銥、氧化銣以及二氧化硅的三元復合氧化物涂層組成；

其中，涂層中二氧化銥為金紅石相，二氧化硅為非晶相。

在所述步驟4中，具體是在100～200℃下烘干10～15分鐘，再在400-700℃下燒結10～15分鐘，取出后冷卻至室溫；

并將上述步驟重復10-40次，最終將陽極板在400-700℃下燒結1小時，得到所述三元復合氧化物陽極。