[發明專利]一種可提高鈦電極耐久性能的酸處理工藝

在審

• 申請號: 202210379301.4
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114836762A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 馮慶;薛建超;賈波;郝小軍;竇澤坤
• 申請（專利權）人: 西安泰金工業電化學技術有限公司
• 主分類號: C23G1/10
• 分類號: C23G1/10;C23G1/20;C23G1/02;C23C18/08;C23C18/12
• 代理公司: 嘉興中創致鴻知識產權代理事務所(普通合伙) 33384
• 代理人: 趙麗麗

本發明公開了一種可提高鈦電極耐久性能的酸處理工藝，1)鈦基材選用TA1板式換熱器用鈦材，根據需求尺寸切割成型；2)采用金屬清洗劑或堿性除油液將經步驟1)處理后的鈦材，進行除油脫脂處理至表面無油漬；3)將經步驟2)處理后的鈦材先在硫酸溶液中煮沸、刻蝕后取出，沖洗干凈后，繼續在草酸溶液中煮沸、刻蝕，取出；4)將步驟3)經酸刻蝕后的鈦材用超聲清洗機去除表面的浮灰，并依次用自來水、去離子水清洗，晾干；5)將配置好的涂液，涂刷于經步驟4)處理后的鈦基材，并進行熱氧化分解，制得鈦電極。本發明提供的酸處理工藝，增加了涂層與鈦基體結合力，同時還降低了鈦電極的制備成本。

技術領域

本發明屬于應用電化學和能源工業的電極材料領域，涉及到陽極材料的制備方法，尤其是一種可提高鈦電極性能的酸處理工藝。具體的應用領域包括海水電解、食鹽水電解、工業除垢、污水處理等。

背景技術

鈦陽極又稱尺寸穩定型陽極，由金屬基體(金屬鈦為基體)和表面活性涂層組成。自1968年誕生以來，鈦陽極經歷了40多年的發展，從最早的用于氯堿工業發展到了現在廣泛應用于化工、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、陰極保護等領域，作為金屬陽極中一個極為重要的分支，鈦陽極在經濟發展中發揮著巨大的作用。

貴金屬涂層鈦陽極是在鈦基體上涂覆貴金屬氧化物而成，然隨著貴金屬價格的逐年上漲，制備電極成本也極大增加；同時，在鈦金屬上涂覆貴金屬涂液，涂層與鈦基體的結合力有限，導致其電解效率與使用壽命較低，這極大限制了貴金屬涂層鈦陽極的發展。因此，尋找一種既可以降低鈦電極的制備成本和又可以增加涂層與鈦基體結合力的方法至關重要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可提高鈦電極耐久性能的酸處理工藝，增加涂層與鈦基體結合力，同時降低鈦電極的制備成本。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種可提高鈦電極耐久性能的酸處理工藝，所述酸處理工藝包括以下步驟：

1)鈦基材的選擇和加工：鈦基材選用TA1板式換熱器用鈦材，根據需求尺寸切割成型；

2)清洗、除油：采用金屬清洗劑或堿性除油液將經步驟1)處理后的鈦材，進行除油脫脂處理至表面無油漬；

3)酸刻蝕：將經步驟2)處理后的鈦材先在硫酸溶液中煮沸、刻蝕后取出，沖洗干凈后，繼續在草酸溶液中煮沸、刻蝕，取出；

4)清洗、晾干：將步驟3)經酸刻蝕后的鈦材用超聲清洗機去除表面的浮灰，并依次用自來水、去離子水清洗，晾干；

5)涂制、燒結：將配置好的涂液，涂刷于經步驟4)處理后的鈦基材，并進行熱氧化分解，制得鈦電極。

進一步地，步驟1)中，所述鈦材為板材、卷材、棒狀、管狀，所述鈦材的厚度≥0.5mm。

進一步地，所述步驟2)的具體內容為，采用金屬清洗劑或堿性除油液將經步驟(1)處理后的鈦材，在30～60℃下除油脫脂15～45min，具體視情況而定，對鈦基體進行除油脫脂處理至表面無油漬。

進一步地，所述步驟3)的具體內容為，將經步驟2)處理后的鈦材在45～50％的硫酸溶液中煮沸，并刻蝕15min后取出，用自來水沖洗干凈；繼續在3～10％的草酸溶液中煮沸，并刻蝕1～2.5h，取出。

進一步地，所述步驟5)的具體內容為，配置貴金屬涂液，將配好的涂液均勻涂刷于處理后的鈦基材上，自然晾2min，使涂液擴散均勻，置于120℃烘箱中，使溶劑完全揮發，然后置于450℃燒結爐中，燒結10min，取出，自然冷卻至室溫；重復上述步驟，直至涂液完全涂完；最后將涂刷后的鈦基材于450℃的燒結爐中保溫1h，取出，自然冷卻至室溫。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明提供的一種可提高鈦電極耐久性能的酸處理工藝，具有以下幾點優勢：