[發(fā)明專利]一種具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板及其制備方法

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• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114351179A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程亞蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇友諾環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C25B11/063
• 分類號: C25B11/063;C25B11/093;C25D17/12;C02F1/461
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 王瑩瑩

本發(fā)明提供了一種具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板及其制備方法，所述具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板以鈦板作為基板，金屬鉑作為中間層，銥鉭錳的混合氧化物作為表面活性層。本發(fā)明通過激光表面合金化制作的鉑中間層，可以增強鈦基和活性涂層的結(jié)合力，同時在鈦基板上形成一層致密層，可以減緩鈦基體的鈍化，從而進一步提高鈦陽極的壽命；用硝酸錳取代部分貴金屬鉭鹽，通過熱分解法制作的銥鉭錳活性涂層，不僅可以降低制作成本，也能增強電極的電催化活性，增加電極的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陽極板領(lǐng)域，尤其涉及一種具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬氧化物涂層的鈦電極是一種不溶性電極，在電解海水、廢水處理、電鍍、電合成、電沉積、陰極保護等方面獲得廣泛應(yīng)用。在不溶性的鈦陽極上涂覆貴金屬涂層，使其具有良好的電催化活性與電化學(xué)穩(wěn)定性，其中銥鉭涂層鈦陽極,被公認為酸性析氧環(huán)境中最理想的陽極材料，但鈦基體和表面涂層之間的結(jié)合界面處易形成一層鈍化膜，易導(dǎo)致電極涂層失效，降低其壽命，且鉭價格昂貴，低壽命高成本制約了其應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明利用價廉的金屬替換高價格的鉭鹽和銥鹽制成活性層涂液，來降低其制作成本，通過添加中間層的方式來提高其壽命，公開了一種具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板 (Ti-Pt-IrO₂+Ta₂O₅+MnO₂),以鈦板作基板，金屬鉑為中間層，表面活性層是銥鉭錳的混合氧化物，包括質(zhì)量比為(40.5-44)：(16-18.5)： (6.2-10.6)的二氧化銥、五氧化二鉭、二氧化錳。

本發(fā)明還公開了上述具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板的制備方法，包含以下步驟：

S1、鈦基板的表面處理步驟：先對鈦基板進行噴砂表面處理，除去表面的氧化膜，再用除油劑進行除油，除油后用清水沖凈，放入氫氧化鈉和丙酮的混合溶液進行堿洗，堿洗結(jié)束用清水沖凈后至于草酸溶液中煮沸刻蝕，酸洗結(jié)束后，用清水沖洗待用；

S2、中間層的制備步驟：將鉑粉加入粘合劑溶液中，攪拌均勻，涂覆在S1所述處理好的鈦基板上，送入激光表面合金化設(shè)備進行表面鍍層,得到鍍鉑的鈦陽極板(Ti-Pt)；

S3、活性層溶液的制備步驟：將氯銥酸、五氯化鉭和硝酸錳完全溶解在有機溶劑中，攪拌混合均勻；

S4、用刷子將S3所述溶液均勻地涂覆于在S2所述的鈦陽極板上，加熱烘干，待表面烘干后，將鈦板放入熱處理爐中高溫氧化燒結(jié)，燒結(jié)后將鈦板取出空冷至室溫，再重復(fù)S4所述步驟，涂刷、烘干、氧化燒結(jié)若干次，再在同樣的溫度下緩慢退火處理，得到所述具有中間層的銥鉭錳涂層鈦陽極板(Ti-Pt-IrO₂+Ta₂O₅+MnO₂)，其中IrO₂、Ta₂O₅、 MnO₂的質(zhì)量比為(40.5-44)：(16-18.5)：(6.2-10.6)。

優(yōu)選地、步驟S1中：所述堿洗溶液中氫氧化鈉和丙酮的總含量為20-30％，堿洗時間1-2h，所述草酸溶液中草酸含量為10-20％，所述刻蝕時間為2-3h。

優(yōu)選地、步驟S2中：所述粘合劑溶液為酒精松香溶液、丙酮硼砂溶液、透明膠溶液和環(huán)氧樹脂溶液中的一種或多種，所述激光表面合金化設(shè)備設(shè)定的激光掃描速度為10-17mm/s，輸出功率為 500-700w。

優(yōu)選地、步驟S3中：所述氯銥酸和五氯化鉭和硝酸錳的質(zhì)量比為(9.2-10)：(3.1-3.6)：(1-1.7)，所述有機溶液是甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、甲苯、甲醚、乙醚、甲酞胺、松節(jié)油中的一種或多種。