[發(fā)明專利]鋅電積用鈦基二氧化鉛/二氧化錳梯度電極及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710966737.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107723747B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳步明;汪世川;黃惠;郭忠誠(chéng);王騰;李學(xué)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué);昆明理工恒達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C25C7/02
• 分類號(hào): C25C7/02;C25C1/16;C23C28/04;C23C18/12;C25D9/06;C25D15/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務(wù)所 53106
• 代理人: 李云

1.鋅電積用鈦基二氧化鉛/二氧化錳梯度電極，其特征在于，包括鈦基體、熱沉積在鈦基體上的錫銻氧化物底層、熱沉積在錫銻氧化物底層上的錫釕鈦氧化物中間層、電沉積在錫釕鈦氧化物中間層上的多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層、電沉積在多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層上的摻銀的二氧化錳活性層；所述錫釕鈦氧化物中間層中，錫與釕的摩爾比為2～16:1，所述多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層的厚度為300μm～1000μm、表面孔徑大小為30～400μm；所述摻銀的二氧化錳活性層中的銀所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％～3％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅電積用鈦基二氧化鉛/二氧化錳梯度電極，其特征在于，所述的多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層的厚度為500μm～800μm、表面孔徑大小為50～100μm，摻銀的二氧化錳活性層中的銀所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～2％。

3.如權(quán)利要求1或2所述的鋅電積用鈦基二氧化鉛/二氧化錳梯度電極的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)鈦基體預(yù)處理：首先采用機(jī)械拋光去除鈦基體表面氧化物和污垢，再用砂紙將邊角打磨圓滑，最后用去離子水沖洗干凈；其次將整個(gè)鈦基體浸沒(méi)在質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液中，并保持70℃的溫度下浸泡30min，用去離子水清洗干凈；采用氫氟酸、硝酸、水的體積比分別為1:4:5的混酸清洗鈦基體表面的雜質(zhì)及氧化層，在室溫條件下反應(yīng)2-10min后取出，并用去離子水沖洗干凈；然后將整個(gè)鈦基體浸沒(méi)在質(zhì)量濃度10-20％鹽酸溶液中，在90～100℃下處理1-2小時(shí)，用去離子水沖洗表面雜質(zhì)，最后在超純水中超聲清洗5-10mim后置于丙酮或無(wú)水乙醇中保存；

2)制備錫銻氧化物底層：將五水四氯化錫和三氯化銻溶于質(zhì)量濃度20％鹽酸中，然后放入鼓風(fēng)干燥箱中，在溫度100～120℃條件下進(jìn)行濃縮，濃縮至體積為總體積的四分之一，然后加入等體積的異丙醇或正丁醇，配制成前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，在溫度100～120℃條件下以100-200轉(zhuǎn)/分鐘的速度保持30-120min，所述的五水四氯化錫和三氯化銻、濃鹽酸的質(zhì)量體積比為5～10克：0.1～1克：4～10毫升，將前驅(qū)體溶液涂覆于步驟1)處理后的鈦基體上，在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100～120℃下烘干，再將烘干的鈦基體置于馬弗爐中400～600℃下焙燒8～10分鐘，如此反復(fù)10到15次，最后一次在馬弗爐中焙燒時(shí)間為1～2小時(shí)，自然冷卻至室溫，在鈦基體上形成熱沉積的錫銻氧化物底層；

3)制備錫釕鈦氧化物中間層：將四氯化錫、三氯化釕溶于質(zhì)量濃度20％鹽酸中，然后放入鼓風(fēng)干燥箱中，在溫度100～120℃條件下進(jìn)行濃縮，濃縮至體積為總體積的四分之一，然后加入鈦酸丁酯和異丙醇或正丁醇，配制成前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中，在溫度100～120℃條件下以100-200轉(zhuǎn)/分鐘的速度保持30-120min，所述的四氯化錫和三氯化釕的摩爾比為2～16:1，將前驅(qū)體溶液涂覆于步驟2)處理后的鈦基體上，在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)100～120℃下烘干，再將烘干的鈦基體置于馬弗爐中400～600℃下焙燒8～10分鐘，如此反復(fù)1到6次，最后一次在馬弗爐中焙燒時(shí)間為1～2小時(shí)，自然冷卻至室溫，在錫銻氧化物底層上形成熱沉積的錫釕鈦氧化物中間層；

4)制備多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層：將步驟3)制備的鈦基體作為陽(yáng)極置于酸性復(fù)合電鍍液中，以等面積的鈦網(wǎng)作為陰極，溫度為40～80℃，電流密度為1～5A/dm²，在機(jī)械攪拌下電鍍1～6小時(shí)，即在錫釕鈦氧化物中間層上的電沉積形成多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層，得到多孔的復(fù)合二氧化鉛電極；所述的酸性復(fù)合電鍍液中含有硝酸鉛Pb(NO₃)₂200～350g/L、硝酸(HNO₃)16～50g/L、硝酸鐵Fe(NO₃)₃·9H₂O4～16g/L、納米二氧化硅(SiO₂)1～5g/L、納米二氧化鈦(TiO₂)10～20g/L；

5)制備摻銀的二氧化錳活性層：將步驟4)制備的多孔的復(fù)合二氧化鉛電極作為陽(yáng)極置于酸性電鍍液中，以等面積的鈦網(wǎng)作為陰極，溫度為70～90℃，電流密度為0.1～0.5A/dm²，在機(jī)械攪拌下電鍍1～4小時(shí)，即在多孔的復(fù)合二氧化鉛導(dǎo)電層上形成電沉積的摻銀的二氧化錳活性層，得到摻銀的二氧化錳活性電極；所述的電鍍液中含有醋酸錳Mn(CH₃COO)₂18～90g/L、醋酸(CH₃COOH)6～30g/L、銀離子(Ag⁺)1～4g/L。