[發明專利]一種三元改性鈦基電極、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201910447920.0
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110054262A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 張王兵;冷迪;趙萬鑫
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F1/76;C02F101/38
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

1.一種三元改性鈦基電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)預處理鈦基體：

將鈦基體打磨后浸入酸蝕液，90℃酸蝕1h，取出清洗，置于保存液中保存；

(2)配制Sn/Ti涂覆液：

取SnCl₂·2H₂O置于容器中，然后向容器中依次加入正丁醇、Ti(OC₄H₉)₄溶液，混合均勻后，超聲條件下溶解；

所述的SnCl₂·2H₂O、Sn/Ti涂覆液中總的正丁醇、Ti(OC₄H₉)₄的質量比為(0.4～1.4):3:0.2；

(3)制備Sn/Ti氧化物中間層：

將Sn/Ti涂覆液涂覆在預處理后的鈦基體表面，然后烘干，重復涂覆、烘干步驟3～5次，得到Sn/Ti氧化物中間層；

(4)制備PbO₂活性層：

在Sn/Ti氧化物中間層表面浸漬Pb(NO₃)₂溶液，然后烘干、煅燒、冷卻至室溫，重復上述步驟3～5次，制備PbO₂活性層，得到三元改性鈦基電極。

2.根據權利要求1所述的一種三元改性鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，依次用360目、600目的砂紙對鈦基體進行打磨，酸蝕液為質量濃度為8％的草酸溶液，保存液為2％的草酸溶液；

所述步驟(2)中，Ti(OC₄H₉)₄溶液的濃度為0.2g/mL。

3.根據權利要求1所述的一種三元改性鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使用紅外燈對Sn/Ti涂覆液進行烘干。

4.根據權利要求1所述的一種三元改性鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，Pb(NO₃)₂溶液濃度為0.03～0.09mol/L，浸泡時間30～50s，使用紅外燈對Pb(NO₃)₂溶液進行烘干，煅燒溫度300～600℃，煅燒時間1～1.5h。

5.一種由權利要求1～4任一項所述的三元改性鈦基電極的制備方法制備得到的三元改性鈦基電極，其特征在于，包括鈦基體、中間層、活性層，所述中間層物質包括Sn/Ti氧化物，所述活性層物質包括PbO₂。

6.一種使用權利要求5所述的三元改性鈦基電極處理苯胺類染料廢水的電氧化工藝，其特征在于，使用所述的三元改性鈦基電極建立反應單元，所述反應單元的陽極為三元改性鈦基電極，陰極為石墨電極。

7.根據權利要求6所述的電氧化工藝，其特征在于，所述電氧化工藝的電流密度為10～30mA/cm²，支持電解質為Na₂SO₄與NaCl的混合溶液，所述電極與廢水的接觸面積為3～5cm²，電極間距為1～2.5cm，所述石墨電極與三元改性鈦基電極規格相同。

8.根據權利要求7所述的電氧化工藝，其特征在于，所述的Na₂SO₄溶液的濃度0.3～0.9g/L，NaCl溶液的濃度1～5g/L。

9.根據權利要求6所述的電氧化工藝，其特征在于，所述苯胺類染料廢水包括甲基橙染料廢水、羅丹明B染料廢水、亞甲基藍染料廢水中的一種或幾種的組合。

10.根據權利要求6所述的電氧化工藝，其特征在于，所述電氧化工藝產生含氯氧化劑，所述廢水中的苯胺類染料在所述含氯氧化劑作用下降解為低級有機物，所述苯胺類染料的降解率為69.8～98.8％。