[發明專利]適用于外冷水處理的陽極材料、制備方法以及處理工藝

有效

• 申請號: 202010967736.1
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112158920B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 祝海峰;鄭豐;毛臻炫;龍英云;姚傳濤;謝保雞;路思佳;李曉良
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司天生橋局
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F103/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

1.制備適用于外冷水處理的陽極材料的方法，其特征在于，所述陽極材料由內到外分別為基體層、中間層、催化氧化層，所述的基體層為經過處理的鈦層，中間層為經離子濺射負載的TiN層，催化氧化層為經La、Sb、碳納米點、十二烷基二甲基甜菜堿摻雜的IrO₂-RuO₂層，具體按照如下步驟實施：

步驟1，將鈦基體層通過預處理得到表面具有均勻麻面的材料A；

步驟2，具體為：

步驟2.1，材料A的清洗

將步驟1處理后的材料A置于電弧離子鍍機中清洗5~10min，其中，電弧離子鍍機中的真空壓力保持在18~22V，偏壓為-750~-900V；

步驟2.2，TiN層的制備

采用離子濺射法將TiN層鍍于步驟2.1清洗后的材料A上，在真空室內壓力保持在0.2~0.4pa，弧壓為18~22V，基體偏壓-240~-260V的電弧離子鍍機中沉積10~30min，得到材料B；

步驟3，通過熱氧化分解法將負載溶液負載于材料B上，得到材料C，即就是適用于外冷水處理的陽極材料，所述負載溶液為H₂IrCl₆·6H₂O、RuCl₃、NaF、十二烷基二甲基甜菜堿、SbCl₃、La（NO₃）₃以及無水乙醇、正丁醇、異丙醇以及碳納米點溶液的混合液。

2.根據權利要求1所述的制備適用于外冷水處理的陽極材料的方法，其特征在于，所述步驟1具體為：

步驟1.1，鈦基體的打磨與清洗

將鈦基體通過不同目數的砂紙進行機械打磨，直到鈦基體表面光滑發亮，將打磨后的鈦基體用超純水清洗數次，自然晾干備用；

步驟1.2，鈦基體的去油

將步驟1.1處理后的鈦基體放入質量分數為3~15%的NaOH中，浸泡時溶液溫度保持在90~99℃，浸泡時間控制在60~180min，將浸泡后的鈦基體用超純水清洗數次，自然晾干備用；

步驟1.3，鈦基體的刻蝕

將步驟1.2處理后的鈦基體浸泡于質量分數為3~15%的草酸溶液中進行刻蝕，浸泡時溫度保持在90~99℃，浸泡時間為60~180min，將浸泡結束后的鈦基體用超純水清洗數次，得到具有均勻麻面的材料A，自然晾干備用。

3.根據權利要求1所述的制備適用于外冷水處理的陽極材料的方法，其特征在于，所述步驟3具體為：

步驟3.1、材料B的涂覆與烘干

將負載溶液均勻涂覆于步驟2.2中的材料B上，將涂覆過的材料B置于烘箱中烘干，烘箱溫度范圍為50~120℃，烘干后自然冷卻至室溫；

步驟3.2、材料B的煅燒；

將經步驟3.1處理的材料B置于加熱設備中進行煅燒，從室溫升至400~550℃煅燒15~45min，升溫速率為1~8℃/min，然后冷卻至室溫，將冷卻后的材料再繼續執行步驟3.1-3.2，

步驟3.3，步驟3.1與步驟3.2重復進行5~10次，最后一次待材料冷卻后用清水清洗數次，適用于外冷水處理的陽極材料。

4.根據權利要求3所述的制備適用于外冷水處理的陽極材料的方法，其特征在于，所述負載溶液中以無水乙醇、正丁醇、異丙醇為溶劑，無水乙醇、正丁醇、異丙醇的體積比1:1:1，然后溶劑中加入H₂IrCl₆·6H₂O、RuCl₃、NaF、十二烷基二甲基甜菜堿、SbCl₃、La（NO₃）₃以及碳納米點溶液，其中，H₂IrCl₆·6H₂O的濃度為0.25~0.5mol/L、RuCl₃的濃度為0.5~1mol/L、NaF的濃度為0.001~0.002mol/L、十二烷基二甲基甜菜堿的濃度為0.05~0.1g/L，SbCl₃的濃度為0.05~0.1mol/L、La（NO₃）₃的濃度為0.01~0.05mol/L，碳納米點溶液的含量為：100mL待負載溶液中含5~15mL碳納米點溶液。

5.適用于外冷水處理的處理工藝，其特征在于，具體為：在過濾和軟化之間增加旁路進行電化學處理，使得經過過濾的補水一部分直接進行軟化，一部分經過電化學處理之后在進行軟化，在反滲透和外冷水循環系統之間增加旁路進行電化學處理，即就是經過反滲透的補水一部分直接進行外冷水循環系統處理，一部分經過電化學處理之后再進行外冷水循環系統處理，所述電化學處理采用的陽極材料為權利要求4制備的陽極材料，陰極為導電材料，電流密度范圍為1~20mA/cm²，PH范圍為6~9，溫度范圍為15~45℃。