[實用新型]一種水處理用的表面鉭改性鈦電極

有效

• 申請號: 202222309982.5
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN218371886U
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 田偉;王忠德;田進;曾卉;申思奇;郭瑞鴻;任巧琳;林乃明
• 申請（專利權）人: 中聯西北工程設計研究院有限公司;太原理工大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本實用新型公開了一種水處理用的表面鉭改性鈦電極，包括極板主體；所述極板主體為純鈦板；所述極板主體的表面設置有若干個凹槽；所述極板主體表面設置有鉭改性層。所述凹槽呈陣列設置在極板主體表面。通過增加電極的比表面積和表面鉭改性層與純鈦板的結合強度，解決電極表面涂層易脫落、水處理效率低的問題。通過對鈦基體表面形成凹槽，提高了電極的比表面積，增大與廢水的接觸面積，提高水處理效率。并且在鈦基體上形成表面鉭改性層，一方面鉭具有高硬度、高化學穩定性、高耐蝕性的特點，減少了電極維護和更換頻率，提高了廢水的處理效率，對污水處理技術的應用具有顯著意義。

技術領域

本實用新型屬于金屬材料表面改性技術領域，具體屬于一種水處理用的表面鉭改性鈦電極。

背景技術

目前，由于鈦及其合金特有的抗氧化性、高比強度、低密度等良好的機械性能，鈦合金已廣泛應用于航空航天、艦船工業、汽車制造、海洋工程等領域。隨著現代工業的迅猛發展和人口的增長，水污染情況越發嚴重。為了達到更好的廢水處理效果，人們普遍采用更為先進的電催化氧化技術。電催化氧化技術是直接礦化污染物或利用電極表面的強氧化性物質使大分子污染物進一步分解以降解廢水中的污染物。在氧化工藝中，電極材料是電催化氧化技術的核心。鈦合金電極是電催化中常用的電極之一。

然而實際應用中，鈦合金電極存在表面硬度耐腐蝕性低差、電極表面涂層易脫落、水處理效果低的問題，這也極大地限制了鈦合金電極的使用壽命和水處理效果。

實用新型內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種水處理用的表面鉭改性鈦電極，通過增加電極的比表面積和表面鉭改性層與純鈦板的結合強度，解決電極表面涂層易脫落、水處理效率低的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種水處理用的表面鉭改性鈦電極，包括極板主體；所述極板主體為純鈦板；所述極板主體的表面設置有若干個凹槽；所述極板主體表面設置有鉭改性層。

優選的，所述凹槽呈陣列設置在極板主體表面。

優選的，所述鉭改性層的厚度不小于20μm。

優選的，所述極板主體上的凹槽采用激光表面加工形成。

優選的，所述鉭改性層采用等離子表面合金化形成。

優選的，相鄰兩個凹槽的中心間距范圍為800-1200μm。

優選的，所述凹槽的深度范圍為300-500μm。

優選的，所述極板主體的織構密度為5％-11％。

優選的，所述凹槽呈圓形結構。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型提供一種水處理用的表面鉭改性鈦電極，通過對鈦基體表面形成凹槽，提高了電極的比表面積，增大與廢水的接觸面積，提高水處理效率。并且在鈦基體上形成表面鉭改性層，一方面鉭具有高硬度、高化學穩定性、高耐蝕性的特點，另一方面表面鉭改性層與鈦基體屬于冶金結合，結合強度高于刷涂法，且鈦、鉭原子尺寸差小于14％，根據Hume-Rothery定律，利于形成較大固溶度的鈦鉭固溶體，從而有效解決目前電極表面涂層易脫落、不耐腐蝕的問題，大大延長電極的使用壽命。減少了電極維護和更換頻率，提高了廢水的處理效率，對污水處理技術的應用具有顯著意義。

附圖說明

圖1為一種水處理用的表面鉭改性鈦電極結構示意圖；

圖2為表面鉭改性鈦電極表面的掃描電子顯微鏡照片及局部放大圖；

圖3為表面鉭改性鈦電極表面的X射線能譜分析照片；

圖4為表面鉭改性鈦電極豎截面的掃描電子顯微鏡照片(a)及局部放大圖(b)；