[發明專利]一種梯度復合二氧化鉛陽極板及其制備方法

有效

• 申請號: 201710964712.9
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107723746B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 陳步明;郭忠誠;黃惠;汪世川;王騰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;昆明理工恒達科技股份有限公司
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C23C28/04
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 李云

一種梯度復合二氧化鉛陽極板及其制備方法，所述陽極板包括鐵基板、覆于鐵基板上的鐵氧體過渡層、覆于過渡層上的復合α?PbO₂中間層、以及覆于復合α?PbO₂中間層上的復合β?PbO₂活性層；所述鐵氧體過渡層為氧化鎳、氧化銅、氧化鐵、氧化鋅以及CaCO3、Si、石墨、PbS粉末中的一種或者兩種以上經濕式混合和煅燒后再粉碎，加入CaS和聚乙烯醇溶液攪拌后噴涂在鐵基板上形成的；所述復合α?PbO₂中間層物質為α?PbO₂?ZrO₂；所述復合β?PbO₂活性層物質為β?PbO₂?ZrO₂?碳納米管?MnO₂。本發明制備的陽極板導電性好，使用壽命長，材料成本低，槽電壓可降低15％，電流效率提高2～4％。

技術領域

本發明涉及一種陽極板及其制備方法技術領域。

背景技術

目前，電解工業使用的陽極材料有磁性氧化鐵、石墨、鉛及鉛基合金、二氧化鉛、鉑、鍍鉑、鉑族金屬氧化物等。鉑及其鉑合金電極材料價格昂貴，并且在高電流密度時有消耗。鉛的氧化物制造比較困難，耐腐蝕性差。磁性氧化鐵性質脆弱，尺寸受限制，其電位和過電位均高，做陽極材料不經濟。因此都沒有普遍使用。由于有色金屬電積工業所用的電解液硫酸含量較高，且陽極電勢高，在這種條件下只有有限的幾種惰性金屬能夠穩定存在，再考慮到成本因素，可供選擇的金屬就更少。金屬鉛是其中較為合適的一種，而目前在工業的廣泛應用的陽極材料是含銀0.5％～1.0％的鉛銀合金。

但長期生產實踐發現鉛陽極具有一些致命缺點：(1)鉛陽極重量大、強度低，在使用中易發生彎曲變形，造成短路，降低電流效率；(2)鉛陽極導電性能不夠好，電能消耗比較大；(3)耐蝕性不夠好，溶解到電解液中的鉛會造成電鋅品質的下降。如果電解液中存在氯離子，Cl^-可能取代PbO₂晶格中的氧離子，引起晶粒間的破壞，造成鉛陽極被氯離子嚴重腐蝕。

目前有一種惰性二氧化鉛陽極，此電極的制備，通常選用鈦為基體材料，通過基體表面粗化處理、涂鍍底層、α-PbO₂中間層以及電鍍β-PbO₂等基本過程，鍍制得到PbO₂電極。其優勢為(1)可在高電流密度下操作；(2)可抑制泥漿的生成；(3)可提高氧化效率；(4)良好的耐蝕性和長壽命；(5)在鋅電積中，不用進行化成處理，且鉛混入鋅中的量減少，對氯的耐蝕性好，而且能把氯除掉，不會產生錳渣，提取鋅的電流效率高。但這樣電鍍制得的PbO₂電極作為不溶性陽極，在使用中會出現以下問題：(1)鈦板的成本高；(2)PbO₂沉積層與電極表面結合不緊密或沉積層不均勻；(3)涂鍍底層的導電性差，與α-PbO₂中間層結合差，容易產生大的電壓降；(4)PbO₂沉積層易剝落或腐蝕，壽命不長；(5)電流效率低,雖然PbO₂電極的電催化活性較高,但在有色金屬電積應用中的電流效率不是很高。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術的存在的缺點，提供一種電催化活性好、電極導電性強、電積中的槽電壓低、使用壽命長、能耗低的一種梯度復合二氧化鉛陽極板。本發明還提供這種陽極板的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：