[發明專利]一種過氧化鉛電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810294315.X
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108585126B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 余可;潘湛昌;謝光炎;許燕濱;鄭莉;周曉
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C25D11/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明公開了一種過氧化鉛電極及其制備方法與應用，其中，一種過氧化鉛電極，包括：表面含氧化亞鉛層的鉛片或表面含氧化鉛層的鉛片通過電解制得的表面含過氧化鉛層的鉛片。本發明提供的過氧化鉛電極有較好的導電性和穩定性，且成本低廉，加工過程簡單，能夠延長過氧化鉛電極的使用壽命，解決了現有的過氧化鉛電極使用壽命短的技術問題。

技術領域

本發明涉及電化學材料技術領域，尤其涉及一種過氧化鉛電極及其制備方法和應用。

背景技術

過氧化鉛是一種顏色為棕黑色的粉末或晶體，良好的導電性，相對便宜的價格，使其被作為不溶性陽極材料在電化學領域廣泛使用；由于過氧化鉛電極析氧電位高，對生物法難降解的有機物具有一定的電催化降解作用，因此在環保領域具有較好的應用前景。

目前使用的過氧化鉛電極主要是基體電極，無基體過氧化鉛電極由于其機械強度較差，在實際工業生產中較少使用。由于金屬鈦具有與鉛相似的熱脹系數，同時也是一種閥型金屬，適合作為電化學催化活性材料的載體，新型的基體過氧化鉛電極一般使用金屬鈦板作為基底，采用電化學沉積的方法，依次鍍上中間層，過氧化鉛活性層。由于電沉積的鍍層難以保證完整，且沉積層與基體之間結合力難以控制，在實際生產中，電極的表面易產生細微的縫隙，電解產生的氧氣會從電極表面的縫隙滲透到基體表面，形成導電性較差的二氧化鈦，劣化電極性能，雖然加入了中間層，但目前性能較好的鈦基過氧化鉛電極使用壽命也只有1000h左右。

因此，延長過氧化鉛電極的使用壽命是目前亟需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種過氧化鉛電極及其制備方法和應用，用于解決現有的過氧化鉛電極使用壽命短的技術問題。其具體技術方案如下：

本發明提供了一種過氧化鉛電極，包括：

表面含過氧化鉛層的鉛片；

所述表面含過氧化鉛層的鉛片通過表面含氧化亞鉛層的鉛片或表面含氧化鉛層的鉛片通過電解制得。

需要說明的是，表面含氧化亞鉛層的鉛片可以是由市場購得的鉛片在空氣中自然氧化，得到的鉛片表面含氧化亞鉛層，會隔絕空氣，阻止鉛片進一步被空氣氧化。

優選地，所述電解具體為：將所述表面含氧化亞鉛層的鉛片或表面含氧化鉛層的鉛片作為陽極，加入陰極材料，進行電解，使得所述表面含氧化亞鉛層的鉛片或表面含氧化鉛層的鉛片氧化成所述表面含過氧化鉛層的鉛片。

需要說明的是陰極材料只作導電用，可以是任何不污染溶液的導向材料，陰極材料可選自不銹鋼、鉑片或石墨片。

優選地，所述表面含氧化鉛層的鉛片制備方法為：將表面含氧化亞鉛層的鉛片氧化成所述表面含氧化鉛層的鉛片。

更優選地，表面含氧化鉛層的鉛片制備方法具體為：將表面含氧化亞鉛層的鉛片加熱氧化后，自然冷卻得到表面含氧化鉛層的鉛片；

陰極材料的大小與陽極材料大小相同。

需要說明的是，未氧化的鉛片在空氣中自然氧化后得到的表面含氧化亞鉛層的鉛片的氧化亞鉛層很薄，厚度只有幾微米，對表面含氧化亞鉛層的鉛片進行加熱氧化，使鉛在接近熔融的臨界態進一步氧化，使表面含氧化亞鉛層的鉛片從氧化亞鉛層轉變為更為穩定的氧化鉛層，且厚度為十至二十微米，熔融臨界態的金屬原子緩慢流動與冷卻，可以獲得更為平整與均勻致密的氧化鉛層。

另外，直接使用氧化亞鉛進行陽極氧化，生成的過氧化鉛分子之間具有較大的結構應力，過氧化鉛層部分以顆粒狀的粉末存在，易脫落，當表面含氧化亞鉛層的鉛片先加熱氧化成表面含過氧化鉛層的鉛片，再進行陽極氧化，表面含氧化鉛層的鉛片表面可以形成致密的過氧化鉛層，能得到性能穩定的過氧化鉛電極，本發明實施例中采用此方法制備得到表面含過氧化鉛層的鉛片。