[發明專利]一種高穩定性鈦基二氧化鉛電極的制備方法

有效

• 申請號: 202110997062.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113755872B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王景平;徐友龍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C25B11/052
• 分類號: C25B11/052;C25B11/063;C25B11/077;C25B1/02;C25D9/04;C25D5/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種高穩定性鈦基二氧化鉛電極的制備方法，包括以下步驟：1)向Pb(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;水溶液中加入NaF以及聚苯乙烯磺酸并調節pH值至1?3，得到電聚合電解液；2)以不銹鋼電極為負極，以涂覆SnOsubgt;2/subgt;?Sbsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;涂層的Ti基底電極為正極，以電聚合電解液為電解液，電解液的溫度為50?70℃，采用脈沖電流進行聚合，得到Ti/PbOsubgt;2/subgt;電極。本發明的優勢在于利用強的兩親性的高分子表面活性劑聚苯乙烯磺酸和Pbsupgt;2+/supgt;形成配合物，協同脈沖電流聚合的優勢，有效控制β?PbOsubgt;2/subgt;電聚合過程晶體的規整性，制備出活性和穩定性均好的Ti/PbOsubgt;2/subgt;電極。

技術領域

本發明屬于新型電極材料技術領域，涉及一種高穩定性鈦基二氧化鉛電極的制備方法。

背景技術

金屬氧化物涂層電極是19世紀60年代中期發展起來的一種新型不溶性陽極材料，金屬氧化物涂層電極一般將具有電催化活性的金屬氧化物負載于基體材料的表面。而以鈦為陽極的基體的金屬氧化物的陽極,簡稱DSA(dimensionally?stable?anodes)，是目前應用最為廣泛的一種不溶性電極。陽極表面涂層主要包括SnO₂、PbO₂、Sb₂O₅、RuO₂、IrO₂、MnO₂等，也包括其中兩種或兩種以上的復合物。DSA經過幾十年的發展，其綜合性能越來越好，種類越來越多，在化工、環保、水電解、水處理、電冶金電鍍、金屬箔生產、有機電合成、電滲析、陰極保護等行業中得到廣泛應用。

PbO₂電極具有化學穩定性好、析氧過電位高、導電性好(比電阻4-5×10^-5Ω·cm)、價格便宜等特點，廣泛應用于電化學工業中的陽極材料。鈦基PbO₂電極以處理后的Ti片作為基底，以PbO₂作為電極的催化層，是一種典型的DSA電極。目前的Ti/PbO₂的DSA電極有如下缺點，一是催化層的活性組分溶解和脫落，二是鈦基體的鈍化。

國內外研究者在改善PbO₂電極性能方面做了大量的研究工作，其中很多專利通過改善PbO₂和鈦的中間層的致密性和穩定性來提高鈦基PbO₂的壽命，專利CN?201910491704.6制備了Pb-TiO_xNW_s中間層，減緩了鈦基鈍化進程，延長了鈦基PbO₂電極的壽命。專利CN201410620906.3制備了TiO₂納米管陣列為中間層的鈦基PbO₂陽極，提高了電極的提高了電極的析氧電位和壽命。專利CN?201811339142.5制備了錫銻氧化物/聚吡咯的中間層，提高了電極的催化活性和使用壽命。

也有一些研究者在制備表層的β-PbO₂的過程中，對其進行摻雜改性，專利CN101054684A制備了含氟的β-PbO₂電極，所制得電極具有鍍層內應力小、結合力好和使用壽命長的優點。也有專利采用其它金屬元素(CN?201810295872.3，CN201910462255.2，CN201811339142.5，CN?101417831)摻雜制備Ti/PbO₂表層的β-PbO₂，這些專利中的方法均在一定程度上改善了電極穩定性。近年來，隨著碳材料的發展，也有專利采用納米碳材料(CN201910082696.X，CN?201510852363.2，CN?201710178144.X，)摻雜制備Ti/PbO₂表層的β-PbO₂，這些專利中的方法均在一定程度上提高了電極活性。