[發明專利]一種復合鈦陽極板及其制備方法

有效

• 申請號: 202011104160.2
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112195482B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 田林;林琳;莊曉東;楊妮;謝剛;王冰冰;李小英;彭學斌
• 申請（專利權）人: 昆明冶金研究院有限公司
• 主分類號: C25B11/053
• 分類號: C25B11/053;C25B11/063;C25B11/093;C25C7/02;C25D17/10;C23C18/12;C02F1/461;C02F103/08
• 代理公司: 云南律翔知識產權代理事務所(普通合伙) 53219
• 代理人: 謝喬良

本發明公開了一種復合鈦陽極板及其制備方法，所述的復合鈦陽極板由鈦基體、基體結合層、中間活性層和表面活性層組成，所述的基體結合層、中間活性層和表面活性層均為Ti、Ir、Ru和Co的氧化物組成，其中中間活性層和表面活性層中（Ir+Co）：Ru的摩爾比為（5~8）：（1~4）。本發明鈦陽極板的三層結構能夠增強與基體的結合力，不容易溶蝕和脫落；用Co替代部分Ir，延長極板使用壽命，降低了鈦陽極板的綜合使用成本；涂層噴涂方式相比涂刷更加可控，有利于工業化推廣。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，進一步屬于電化學技術領域，具體涉及一種復合鈦陽極板及其制備方法。

背景技術

鈦陽極又稱為尺寸穩定陽極（DSA），是由金屬基體和附著在其表面的氧化物涂層組成。基體普遍采用金屬鈦材，氧化物涂層一般由活性組元和起穩定作用的惰性組元組成。氧化物涂層的組織結構是決定陽極性能的關鍵因素，其中包括電化學活性和耐腐蝕性能，它們均與材料的成分與組織結構密切相關。Ti/IrO₂-Ta₂O₅涂層電極被認為是很有前途的析氧用鈦陽極，其基材為純鈦材，表層由活性組元IrO₂和起穩定作用的惰性組員Ta₂O₅組成，這一陽極可取代鉛陽極，在工業電鍍、金屬冶煉、環境保護和電解海水等領域，具有廣闊的應用前景，由于其主要用于高腐蝕性酸性溶液的電解工藝，所以要求具有極強的穩定性和良好的電化學催化活性。

鈦極板對環境友好，尺寸穩定、能耗低，Ti/IrO₂-RuCl₃是目前在硫酸溶液中析氧用最好的電極材料，但鈦板價格高于鉛銀陽極，Ir和Ru在自然界儲量低因此價格昂貴。相比傳統鉛銀陽極板，Ti/IrO₂-?RuCl₃的強化電解壽命僅增長20%，綜合核算成本仍然高于傳統鉛銀陽極板，因此成本問題仍是惰性鈦陽極板工業化應用的障礙。尋找可替代賤金屬，降低Ir和Ru用量，優化涂層設計和工藝控制，改善極板性能，延長涂層使用壽命，最終實現降低鈦極板使用成本，才能實現產業化的替代。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種復合鈦陽極板；第二目的在于提供所述的復合鈦陽極板的制備方法。

本發明的第一目的是這樣實現的，所述的復合鈦陽極板由鈦基體、基體結合層、中間活性層和表面活性層組成，所述的基體結合層、中間活性層和表面活性層均為Ti、Ir、Ru和Co的氧化物組成，其中中間活性層和表面活性層中（Ir+Co）：Ru的摩爾比為（5~8）：（1~4）。

本發明的第二目的是這樣實現的，包括鈦基體預處理、涂液制備、涂液涂覆和熱處理步驟，具體包括：

A、鈦基體預處理：將鈦基體進行除油、刻蝕和清洗得到表面干凈但粗糙的鈦基體備用；

B、涂液制備：分別將配方配比的為Ti、Ir、Ru和Co的氧化物溶解在有機溶劑中得到基體結合層涂液、中間活性層涂液和表面活性層涂液備用；

C、涂液涂覆和熱處理：依次將基體結合層涂液、中間活性層涂液和表面活性層涂液涂覆到鈦基體上得到目標物復合鈦陽極板，其中每次涂覆均包括噴涂、干燥和煅燒步驟。

本發明所述的復合鈦陽極板采用噴涂方式涂覆，得到的涂層與基體結合緊密，活性點分布均勻，涂層不容易在電解過程中出現溶蝕和剝落，最外層表面活性層（疏水層）有效防止電解液浸入基體，提高電極抗腐蝕能力。