一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開了一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝。
【背景技術】
[0002]早在1934年，二氧化鉛電極就作為Pt電極的替代品在過氯酸鹽的生產中使用，由于PbO2具有耐腐蝕性能好、導電性能優(yōu)異、析氧過電位高等特征，因而被廣泛應用在許多無機和有機化合物電解生產、環(huán)境污染控制、陰極保護以及電浮選等方面。隨著工業(yè)的進步，對二氧化鉛電極的性能要求越來越高，傳統(tǒng)二氧化鉛電極的電容量小、功能性能不穩(wěn)定、污染大等特點已經不能適應現(xiàn)代化的需求。
[0003]為了克服上述問題，本發(fā)明大量研究從影響二氧化鉛電極制備的各因素出發(fā)，對其進行了多方面的改進和完善，并發(fā)展為以鈦基二氧化鉛電極(DSA)為代表的新型二氧化鉛電極。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，發(fā)明一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝。其技術方案是一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是采用電沉積法制備了含有中間層的B1、Co、Cu、Sn 4種摻雜鈦基PbO2電極，平均電流效率提高，電極電催化活性有明顯提高。
[0005]鈦基金屬的預處理:將50mmX 50mm鈦網先后以320#和600#砂紙打磨拋光，打磨后的鈦網先用洗衣粉和無水碳酸鈉的混合溶液清洗，除去表面油脂；然后放入沸騰的10%草酸溶液中煮沸2 h左右，直至形成銀灰色均勻麻面，用蒸餾水洗凈，烘干。
[0006]底層的制備:將SnCl4*4H20和SbCl3*3H20按量比8: I配制成鹽酸-正丁醇溶液，用于在鈦網上涂燒中間層的前驅體溶液；將前驅體溶液均勻涂敷在鈦網上，先在125°C烘箱中烘15min，然后轉入500°C馬弗爐中烤lOmin，反復10次，最后一次延長至I h，出爐，完成底層的制備。
[0007]中間層的制備:將做完底層的鈦基體放在含有200g/L Pb (NO3)2^0.5 g/LNaF、pH=2^3的電沉積液中，用磁力加熱攪拌器攪拌，控制電流密度0.04A/cm2，溫度為70°C，電解2h，可制得一塊厚度約1_的純二氧化鉛電極，完成中間層的制備。
[0008]摻雜活性層的制備:在上述電沉積液中加入lmmol/L含有不同摻雜離子Bi (NO3) 3、Co (NO3) 3、Cu (NO3) 2、Sn (NO3) 2)的溶液作為電鍍液，以同樣溫度、同樣的電流密度和同樣的酸度，在附有中間層的Ti網上電沉積同樣厚度的活性層，制得各種不同的摻雜二氧化鉛電極。
[0009]本發(fā)明的特點是:在傳統(tǒng)二氧化鉛制備中，在電沉積液中摻入其他離子，制得摻雜二氧化鉛電極的方法；通過硫酸和硫酸鉻介質中穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定，計算出摻Co 二氧化鉛電極交換電流密度為:9.20X 10_2A/cm2，遠高于其他摻雜二氧化鉛電極和未摻雜電極，說明摻Co 二氧化鉛電極有較高的催化活性。電解氧化實驗結果也表明:摻Co 二氧化鉛作陽極，與其他幾種電極相比，電流效率最高，平均電流效率達到80.2%，顯示了較高的選擇性能。因此，摻Co鈦基二氧化鉛具有優(yōu)越的電化學性能和穩(wěn)定性，兼具環(huán)境友好特點，應用前景廣闊。
【具體實施方式】
[0010]一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是采用電沉積法制備了含有中間層的B1、Co、Cu、Sn 4種摻雜鈦基PbO2電極，平均電流效率提高，電極電催化活性有明顯提聞。
[0011]鈦基金屬的預處理:將50mmX 50mm鈦網先后以320#和600#砂紙打磨拋光，打磨后的鈦網先用洗衣粉和無水碳酸鈉的混合溶液清洗，除去表面油脂；然后放入沸騰的10%草酸溶液中煮沸2 h左右，直至形成銀灰色均勻麻面，用蒸餾水洗凈，烘干。
[0012]底層的制備:將SnCl4*4H20和SbCl3*3H20按量比8: I配制成鹽酸-正丁醇溶液，用于在鈦網上涂燒中間層的前驅體溶液；將前驅體溶液均勻涂敷在鈦網上，先在125°C烘箱中烘15min，然后轉入500°C馬弗爐中烤lOmin，反復10次，最后一次延長至I h，出爐，完成底層的制備。
[0013]中間層的制備:將做完底層的鈦基體放在含有200g/L Pb (NO3)2^0.5 g/LNaF、pH=2^3的電沉積液中，用磁力加熱攪拌器攪拌，控制電流密度0.04A/cm2，溫度為70°C，電解2h，可制得一塊厚度約1_的純二氧化鉛電極，完成中間層的制備。
[0014]摻雜活性層的制備:在上述電沉積液中加入lmmol/L含有不同摻雜離子Bi(NO3) 3、Co (NO3) 3、Cu (NO3) 2、Sn (NO3) 2)的溶液作為電鍍液，以同樣溫度、同樣的電流密度和同樣的酸度，在附有中間層的Ti網上電沉積同樣厚度的活性層，制得各種不同的摻雜二氧化鉛電極。
[0015]本發(fā)明的特點是:在傳統(tǒng)二氧化鉛制備中，在電沉積液中摻入其他離子，制得摻雜二氧化鉛電極的方法；通過硫酸和硫酸鉻介質中穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定，計算出摻Co 二氧化鉛電極交換電流密度為:9.20X 10_2A/cm2，遠高于其他摻雜二氧化鉛電極和未摻雜電極，說明摻Co 二氧化鉛電極有較高的催化活性。電解氧化實驗結果也表明:摻Co 二氧化鉛作陽極，與其他幾種電極相比，電流效率最高，平均電流效率達到80.2%，顯示了較高的選擇性能。因此，摻Co鈦基二氧化鉛具有優(yōu)越的電化學性能和穩(wěn)定性，兼具環(huán)境友好特點，應用前景廣闊。
【主權項】
1.一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是采用電沉積法制備了含有中間層的B1、Co、Cu、Sn 4種摻雜鈦基PbO2電極，平均電流效率提高，電極電催化活性有明顯提高。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是:煙酸鉻的制備:鈦基金屬的預處理:將50mmX 50mm鈦網先后以320#和600#砂紙打磨拋光，打磨后的鈦網先用洗衣粉和無水碳酸鈉的混合溶液清洗，除去表面油脂；然后放入沸騰的10%草酸溶液中煮沸2 h左右，直至形成銀灰色均勻麻面，用蒸餾水洗凈，烘干。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是:底層的制備:將SnCl4*4H20和SbCl3*3H20按量比8: I配制成鹽酸-正丁醇溶液，用于在鈦網上涂燒中間層的前驅體溶液；將前驅體溶液均勻涂敷在鈦網上，先在125°C烘箱中烘15min，然后轉入500°C馬弗爐中烤lOmin，反復10次，最后一次延長至I h，出爐，完成底層的制備。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是:中間層的制備:將做完底層的鈦基體放在含有200g/L Pb (NO3) 2、0.5 g/LNaF、pH=2?3的電沉積液中，用磁力加熱攪拌器攪拌，控制電流密度0.04A/cm2，溫度為70°C，電解2h，可制得一塊厚度約Imm的純二氧化鉛電極，完成中間層的制備。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝，其特征是:摻雜活性層的制備:在上述電沉積液中加入lmmol/L含有不同摻雜離子(N03)3、Co (N03)3> Cu(NO3) 2、Sn(NO3)2)的溶液作為電鍍液，以同樣溫度、同樣的電流密度和同樣的酸度，在附有中間層的Ti網上電沉積同樣厚度的活性層，制得各種不同的摻雜二氧化鉛電極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻雜鈦基二氧化鉛電極的制備工藝。其技術方案是：采用電沉積法制備了含有中間層的Bi、Co、Cu、Sn4種摻雜鈦基PbO2電極，平均電流效率提高，電極電催化活性有明顯提高。本發(fā)明的特點是：在傳統(tǒng)二氧化鉛制備中，在電沉積液中摻入其他離子，制得摻雜二氧化鉛電極的方法;通過硫酸和硫酸鉻介質中穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定，計算出摻Co二氧化鉛電極交換電流密度為:9.20×10-2A/cm2，遠高于其他摻雜二氧化鉛電極和未摻雜電極，說明摻Co二氧化鉛電極有較高的催化活性。
【IPC分類】C25D5-10, C25B11-16, C25D5-54
【公開號】CN104694952
【申請?zhí)枴緾N201310657582
【發(fā)明人】馬文超
【申請人】青島平度市舊店金礦
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月9日