[發明專利]一種用于鈦基氧化物電極的復合中間層及一種鈦基氧化物電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201910187710.2
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109775813B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 畢強;薛娟琴;唐長斌;高越;管文中;馬思文;黨晨軒;王增強
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/467;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 代芳

本發明提供了一種用于鈦基氧化物電極的復合中間層，涉及金屬氧化物電極技術領域。本發明所述復合中間層的組成成分包括MnO₂、CeO₂、SnO₂和Sb₂O₃；所述MnO₂和CeO₂以固溶體的形式摻雜于SnO₂和Sb₂O₃中；所述復合中間層中Mn、Ce、Sn和Sb元素的摩爾比為(0.01～0.05):(0.01～0.2):(0.5～1.5):(0.05～0.15)。本發明提供了一種鈦基氧化物電極及其制備方法。本發明提供的復合中間層與鈦基氧化物電極的鈦基體結合良好，并可明顯提高鈦基氧化物電極的電化學性能、對苯酚的電催化氧化降解能力以及鈦基氧化物電極的穩定性和壽命。

技術領域

本發明涉及金屬氧化物電極技術領域，特別涉及一種用于鈦基氧化物電極的復合中間層及一種鈦基氧化物電極及其制備方法。

背景技術

隨著我國工業化進程的加快，大量有機廢水對環境污染日益嚴重，該類廢水成分復雜、COD和有毒物質含量高、pH變化范圍大，傳統的生化處理方法無法有效處理。近年來，電化學氧化水處理技術以其設備簡單、操作可控、不易產生二次污染等諸多優點被認為是有望解決有機廢水處理難題的有效途徑。

Ti/SnO₂-Sb電極材料以較高析氧電位和良好電催化活性在電化學氧化領域引起研究者的極大關注。該類電極壽命較短一直是限制其應用的核心問題。在鈦基體和活性層之間添加中間層阻止活性氧和電解液向Ti基體的滲入，同時減緩電極生成導電性不好的TiO₂，是提高電極使用壽命的有效途徑。

在鈦基形穩陽極研究中，單一中間層有Mn、Ni、Co等，添加單一中間層對改善SnO₂電極性能的效果不夠理想，雖然電極的穩定性及壽命有所提高，但電極電催化性能卻明顯降低。因此，中間層研究發展為復合中間層，如銥鈦氧化物，錫銻氧化物等。銥鈦氧化物復合中間層因為采用貴金屬且制備工藝復雜，導致電極制作成本過高，難以實現工業化生產。錫銻氧化物因其價格低廉和制備工藝純熟，被認為是很有應用前景的電極復合中間層，多用于鈦基MnO₂和PbO₂電極的制備中，效果良好。但錫銻中間層無法直接作為鈦基錫系電極的中間層，目前該類電極的中間層多為Mn、Fe等單一金屬氧化物，其與鈦基體的結合力及電極電催化效果均不理想。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于鈦基氧化物電極的復合中間層及一種鈦基氧化物電極及其制備方法。本發明提供的復合中間層與鈦基體結合良好，并可明顯提高鈦基氧化物電極的電化學性能、對苯酚的電催化氧化降解能力以及鈦基氧化物電極的穩定性和壽命。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種用于鈦基氧化物電極的復合中間層，所述復合中間層的組成成分包括MnO₂、CeO₂、SnO₂和Sb₂O₃；所述MnO₂和CeO₂以固溶體的形式摻雜于SnO₂和Sb₂O₃中；所述復合中間層中Mn、Ce、Sn和Sb元素的摩爾比為(0.01～0.05):(0.01～0.2):(0.5～1.5):(0.05～0.15)。

優選地，所述復合中間層的厚度為3～7μm。

本發明提供了一種鈦基氧化物電極，包括鈦基體、活性層和以上技術方案所述的復合中間層；所述復合中間層位于鈦基體和活性層之間；所述活性層為SnO₂-Sb-La復合層。

本發明提供了以上技術方案所述鈦基氧化物電極的制備方法，包括以下步驟：