[發明專利]一種有機廢水處理的金屬氧化物電極的制備方法

有效

• 申請號: 202110527433.2
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113387417B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 王彬宇
• 申請（專利權）人: 山西盛漢灃源科技有限責任公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C23C18/12;C02F101/30
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 王松艷

本發明提供了一種有機廢水處理的金屬氧化物電極的制備方法，通過所述方法制備的Ti/梯度(Sb?Sn)O_x/Co?Ru電極作為陽極處理有機廢水時，表現出有益的電催化活性，COD、RhB去除效率高，能夠滿足工業需求。

技術領域

本發明涉及一種亞氧化鈦/氧化釕復合電極及其制備方法和應用，屬于電催化氧化電極和電催化氧化處理含有機污染物廢水領域。

背景技術

電催化氧化被稱為“環境友好”技術，是利用電子作為催化劑，在常溫常壓下能有效處理含有機污染物廢水。隨著電催化氧化正在不斷的工業化，使得電催化氧化技術應用于大規模的現場應用正在成為可能，電催化氧化中最為關鍵的就是陽極材料的選擇，為了開發合適的電化學處理廢水用高催化活性電極，針對電極材料的相關研究涵蓋了金屬電極、碳素電極、金屬氧化物電極以及非金屬氧化物電極等。

金屬電極是指在電化學反應過程中，以單質金屬作為工作電極，各種電化學反應都以該金屬表面為反應界面完成電子轉移。因為堿金屬和堿土金屬的活性太強，不適合做電極，電化學廢水處理過程常見的金屬電極有鋁、鐵、鈦及鉑族金屬等，每種電極都有各自不同的性能和用途。

碳素材料因其良好的導電性較早就被用作電極，碳素材料的性能因其成分及加工工藝的不同差別較大；其中人造石墨材料含雜質較少，導電、導熱性較好，且具有較好的化學穩定性，是制作電極的優良材料。1896 年石墨陽極的成功研制，標志著石墨電極時代的開始，同時也帶動了電極材料的快速發展碳素電極在使用過程中有兩個缺點：一是在有氧氣析出的環境下，碳元素極易和氧發生反應生成 CO 和 CO2，造成石墨電極材料的腐蝕；二是碳素材料強度較低，電極在儲運及使用過程中機械損耗較大。近年來，通過改變碳素材料組織結構，以及對其進行溶劑浸制等方式提高石墨材料的機械強度和耐蝕性的研究，成為該領域重要研究課題。

金屬氧化物電極，在電化學過程中，電催化活性最高的一類電極是金屬氧化物電極，也叫“形穩陽極”。這類電極多數為半導體材料，主要用于環境污染治理、燃料電池、電化學合成等領域。鈦基形穩陽極電催化氧化是近年發展起來的一項新技術，其對有機污染物的降解作用較強，尤其是廢水中的生物難降解有機污染物在該類電極的電催化氧化作用下，可以徹底降解為 H2O 和 CO2，不產生二次污染。但該類電極降解有機物的機理尚未有定論，不同的形穩陽極材料對有機污染物的氧化降解速度和效果也大有不同，究竟是電極材料的哪些性質影響了電催化效果，其影響規律也尚不明確，所以研究者們展開了大量的研究，開發了不同的電極來研究該類電極，如鈦基單一涂層電極材料：Ti/IrO2、Ti/RuO2以及 Ti/TiO2電極為主。

發明內容

基于上述內容，本發明的目的在于提供一種有機廢水處理的金屬氧化物電極的制備方法，具體制備過程如下：

一種有機廢水處理的金屬氧化物電極的制備方法，包括如下處理步驟：

（1）以鈦板為基板，對所述鈦板進行打磨拋光處理、堿洗、活化處理、清洗；

（2）涂覆梯度(Sb-Sn)Ox層: 用少量HCl溶解適量 SnCl₄·5H₂O、Sb₂O₃，配制摩爾比為 Sn:Sb=100:(3-5) 的A液、配制摩爾比為 Sn:Sb=100:(9-12)的B液、配制摩爾比為 Sn:Sb=100:(16-18)的C液，

將鈦基體浸泡在A液中，保持 1-2min，取出放入 110-120℃烘箱中烘干8-10min，然后放入500-510^oC馬弗爐中高溫熱氧化 10-15 min；取出冷卻至室溫后，重復上述步驟3-5次；

將鈦基體浸泡在B液中，保持 1-2min，取出放入 110-120℃烘箱中烘干8-10min，然后放入520-530^oC馬弗爐中高溫熱氧化10-15 min；取出冷卻至室溫后，重復上述步驟3-5次；