含鑭的電極及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鑭的電極及其制備方法。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟：將不銹鋼基材打磨，進(jìn)行除油，然后在酸性溶液中浸蝕活化得到預(yù)處理基材；在所述預(yù)處理基材上電鍍鎳，從而形成含鎳鍍層的電極；在所述含鎳鍍層的電極上形成二氧化鈦涂層，從而得到含二氧化鈦涂層的電極；將所述含二氧化鈦涂層的電極作為陰極、鉑網(wǎng)為陽極，以包含鑭化合物和鉑化合物的溶液為電鍍液，在所述含二氧化鈦涂層的電極上形成含鑭的鉑鍍層，從而得到含鑭的電極。本發(fā)明采用價(jià)格便宜的不銹鋼基材，通過在其上形成鎳鍍層、二氧化鈦涂層和含鑭的鉑鍍層，更加保證了電極的使用穩(wěn)定性。
【專利說明】
含湖的電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電極及其制備方法，尤其是可W應(yīng)用于電解水的電極及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電解水生成裝置可W生成電解水，主要包括堿性水、弱酸性水、強(qiáng)酸性水等。電極 和分離膜都是電解水生成裝置的核屯、設(shè)備，它們與電解水的質(zhì)量存在密切的關(guān)系。為了提 高電解水生成裝置的使用壽命，并避免水質(zhì)污染，通常采用銷鐵電極作為電解水生成裝置 的陽極。但是，銷鐵電極價(jià)格昂貴，運(yùn)導(dǎo)致電解水生成裝置的生產(chǎn)成本居高不下，嚴(yán)重制約 了其推廣應(yīng)用。
[0003] 基于此，一些研究人員開始尋找銷鐵電極的替代品。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?201120553451 .X的中國專利申請(qǐng)公開了一種用于自來水電解分離的裝置，由離子交換膜、 鐵合金陽極、不誘鋼陰極、電解室、上端蓋、下端蓋構(gòu)成，離子交換膜安裝在鐵合金陽極與不 誘鋼陰極之間，鐵合金陽極安裝在電解室的一側(cè)，不誘鋼陰極安裝在電解室的另一側(cè)，電解 室固定在上端蓋與下端蓋之間。該專利文獻(xiàn)在鐵合金陽極的表面燒接有釘銀金屬層，代替 了在鐵合金陽極上電鍛的銷金，節(jié)約了成本，但是其價(jià)格依然較高。又如，申請(qǐng)?zhí)枮?201410818169.8的中國專利申請(qǐng)公開了一種電解用電極，該電解用電極包括導(dǎo)電性基材和 活性涂層，所述導(dǎo)電性基材為包含鐵或鐵合金的基材，所述活性涂層至少包含底層涂層和 表層涂層，所述底層涂層包含鐵氧化物、銀氧化物和釘氧化物，所述表層涂層包含銀氧化 物、釘氧化物、鐵氧化物、W及鈕、銷中的一種或兩種元素的金屬或氧化物。該專利文獻(xiàn)的電 解用電極采用了雙層涂層，相比只含有釘、銀、鐵的單層涂層，其電極活性更好，且電極的析 氯電位低，析氧電位高，電極的使用壽命更長，電解穩(wěn)定性更好。但是，該專利文獻(xiàn)中依然使 用鐵或鐵合金作為基材，造成電極的成本依然較高。
[0004] 因此，目前迫切需要一種電極，其生產(chǎn)成本較低，并且使用穩(wěn)定性非常好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種含銅的電極的制備方法，其可W加工得到成本較 低、使用穩(wěn)定性非常好的電極。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種含銅的電極，其可W降低生產(chǎn)成本，并且使用 穩(wěn)定性非常好。
[0007] 本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如下技術(shù)方案可W實(shí)現(xiàn)上述目的。
[000引本發(fā)明提供一種含銅的電極的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：
[0009] (1)不誘鋼基材的預(yù)處理步驟：
[0010] 將不誘鋼基材打磨，進(jìn)行除油，然后在酸性溶液中浸蝕活化得到預(yù)處理基材；
[0011] (2)儀鍛層的形成步驟：
[0012] 在所述預(yù)處理基材上電鍛儀，從而形成含儀鍛層的電極；
[0013] (3)二氧化鐵涂層的形成步驟：
[0014] 在所述含儀鍛層的電極上形成二氧化鐵涂層，從而得到含二氧化鐵涂層的電極；
[0015] (4)含銅的銷鍛層的形成步驟：
[0016] 將所述含二氧化鐵涂層的電極作為陰極、銷網(wǎng)為陽極，W包含銅化合物和銷化合 物的溶液為電鍛液，在所述含二氧化鐵涂層的電極上形成含銅的銷鍛層，從而得到含銅的 電極。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟（1)中，將不誘鋼基材采用80~110目 的砂紙打磨，將打磨后的不誘鋼基材在30~45°C下用堿性除油劑浸泡進(jìn)行除油，然后在酸 性溶液中浸蝕活化60~80秒得到預(yù)處理基材;其中，所述堿性除油劑為含10~35g/L憐酸Ξ 鋼和5~13g/L娃酸鋼的水溶液;所述酸性溶液包括10~20wt %硝酸、30~40wt %鹽酸和45 ~55wt%水。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟(2)中，將所述預(yù)處理基材作為陰極， 不誘鋼作為陽極，W包含儀化合物的溶液為電鍛液，在所述預(yù)處理基材上電鍛儀，從而形成 含儀鍛層的電極。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(2)中的電鍛液包括如下組分： 硫酸鑲 300 ~ 500g/L, 溯酸 沸-42g./L，
[0020] 燒基硫酸銷 5-巧咨化，和 氯化線 0.5 ~ Ig/L;
[0021] 步驟(2)中的電鍛條件為：陰極電流密度為5~lOA/dm2,電鍛溫度為40~60°C，和 電鍛時(shí)間1~10分鐘。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟(3)中，將所述含儀鍛層的電極置于 六氣鐵酸錠和棚酸形成的混合溶液中，于35~55°C下浸泡10~50小時(shí)后取出驚干，然后在 惰性氣體保護(hù)下、在500~700°C下熱處理50~80分鐘，自然冷卻后得到含二氧化鐵涂層的 電極;其中，所述混合溶液中的六氣鐵酸錠濃度為0.2~0.35mol/L、并且棚酸濃度為0.2~ 0.35mol/L〇
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟(4)中，所述銅化合物選自硝酸銅或 氯化銅;所述的銷化合物選自二亞硝基二氨合銷或氯銷酸。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(4)中的電鍛液包括如下組分： 二亞硝基二氨銘 10 ~ 30g/L， 硝酸鋼 0.5 ~ 1 g/L, 硝酸鎮(zhèn) 50 ~ 150g/L, 亞硝酸銅 5~ 15S/L,
[0025] 氯氣化鎮(zhèn) 30~60g/L， 十二燒基蹟酸納化01~化06g/L， 糖精 0.01 ~0.06g/L·，和 1,4-了 塊二醇 0.03 ~O.lg/L。
[00%]根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(4)中的電鍛液包括如下組分： 二亞硝基二氨猶 20 ~ 23g/L, 硝酸鋼 0 6-0.7 g/L, 硝酸鎮(zhèn) 80~ 120g/L, 亞硝酸納 8~lOg/L，
[0027] 氨氣化矮 巧~50g/L, 十二燒基鴻酸鋼化03 ~化05g/L， 擔(dān)牆 0.03~0.05g/L，和 1，4-了 炊二醇 0.06 ~0.08g/L。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟(4)中，陰極電流密度為1~3A/dm2， 陰陽極間距為0.6~1.5cm，槽電壓為2~5V，電鍛液的pH值為9.5~11.5，電鍛溫度為80~95 °C，和電鍛時(shí)間為10~50小時(shí)。
[0029] 本發(fā)明還提供一種含銅的電極，所述的電極包括不誘鋼基材、儀鍛層、二氧化鐵涂 層和含銅的銷鍛層;所述的儀鍛層設(shè)置在不誘鋼基材外表面，其厚度為5~25微米;所述的 二氧化鐵涂層設(shè)置在儀鍛層外表面，其厚度為5~10微米;所述的含銅的銷鍛層設(shè)置在二氧 化鐵涂層外表面，其厚度為3~10微米;基于含銅的銷鍛層的總重量，所述的含銅的銷鍛層 含有0.1~5wt %的銅。
[0030] 本發(fā)明的基材為不誘鋼材質(zhì)，相對(duì)于鐵或者鐵合金要便宜許多。本發(fā)明在不誘鋼 基材外形成具有微孔結(jié)構(gòu)的儀鍛層，從而促進(jìn)了納米二氧化鐵涂層的生成，進(jìn)而提高了電 極的抗腐蝕和抗氧化能力。此外，本發(fā)明在不誘鋼基材外還形成銷鍛層，并且添加銅元素， 運(yùn)樣更加保證了電極的使用穩(wěn)定性，例如在長時(shí)間的使用過程中保證不誘鋼中的六價(jià)銘不 會(huì)滲入電解水中。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于 此。
[0032] 本發(fā)明的電極優(yōu)選為電解用電極，"電解用電極"表示在電解工藝中使用的電極， 優(yōu)選為電解水生成裝置中使用的電極。
[0033] 在本發(fā)明中，"不誘鋼"表示在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的合金鋼， 包括但不限于馬氏體型不誘鋼、鐵素體型不誘鋼、奧氏體型不誘鋼、馬氏體型不誘鋼、鐵素 體-奧氏體型不誘鋼。本發(fā)明的不誘鋼中可W含有銘，其含量可W在12% W上。除了銘外，本 發(fā)明的不誘鋼可W加入能使鋼純化的儀、鋼等元素。
[0034] 在本發(fā)明中，所謂"A設(shè)置在B的外表面"，并不是嚴(yán)格意義上的A將B完全包裹，A、B 之間可能存在相互重疊、交叉、相互滲透的關(guān)系。
[0035] 本發(fā)明的含銅的電極的制備方法包括如下步驟：（1)不誘鋼基材的預(yù)處理步驟； (2)儀鍛層的形成步驟；（3)二氧化鐵涂層的形成步驟和(4)含銅的銷鍛層的形成步驟。下面 將分別進(jìn)行闡述。
[0036] <不誘鋼基材的預(yù)處理步驟〉
[0037] 本發(fā)明的不誘鋼基材的預(yù)處理步驟包括:將不誘鋼基材打磨，進(jìn)行除油，然后在酸 性溶液中浸蝕活化得到預(yù)處理基材。不誘鋼基材的打磨過程可W砂紙打磨，也可W采用細(xì) 砂打磨。使用砂紙打磨時(shí)，可W采用80~110目的砂紙，優(yōu)選采用90~100目的砂紙。
[0038] 將打磨后的不誘鋼基材用堿性除油劑浸泡W除去表面的油性物質(zhì)。浸泡溫度可W 控制在30~45°C，優(yōu)選為35~40°C。浸泡時(shí)間并沒有特別限定，W將不誘鋼基材表面的油性 物質(zhì)去除干凈為限。本發(fā)明的堿性除油劑可W為含10~35g/L憐酸Ξ鋼和5~13g/L娃酸鋼 的水溶液，優(yōu)選為含15~30g/L憐酸Ξ鋼和6~1 Ig/L娃酸鋼的水溶液，更優(yōu)選為含20~25g/ L憐酸Ξ鋼和8~1 Og/L娃酸鋼的水溶液。本發(fā)明的酸性溶液包括10~20wt %硝酸、30~ 40wt%鹽酸和45~55wt%水，優(yōu)選包括12~18wt%硝酸、32~38wt%鹽酸和46~52wt%水， 更優(yōu)選為包括15~17wt%硝酸、33~35wt%鹽酸和49~51wt%水。其中，硝酸的重量百分比 WHN化計(jì)算，鹽酸的重量百分比WHC1計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的酸 性溶液由10~20wt%硝酸、30~40wt%鹽酸和45~55wt%水組成。
[0039] 將除油處理后的不誘鋼基材在酸性溶液中浸蝕活化，浸蝕活化溫度可W在室溫下 進(jìn)行。浸蝕活化時(shí)間可W控制在60~80秒，優(yōu)選為65~75秒。浸蝕活化的目的在于使得不誘 鋼表面容易附著擬形成二氧化鐵涂層的溶液。
[0040] <儀鍛層的形成步驟〉
[0041] 本發(fā)明的儀鍛層的形成步驟為在上述預(yù)處理基材上電鍛儀，從而形成含儀鍛層的 電極。具體地，將預(yù)處理基材作為陰極，不誘鋼(基板或基材)作為陽極，W包含儀化合物的 溶液為電鍛液，在所述預(yù)處理基材上電鍛儀，從而形成含儀鍛層的電極。本發(fā)明在不誘鋼基 材外形成具有微孔結(jié)構(gòu)的儀鍛層，從而促進(jìn)了納米二氧化鐵涂層的生成，進(jìn)而提高了電極 的抗腐蝕和抗氧化能力。
[0042] 本發(fā)明的"溶液"表示電鍛材料與溶劑形成的混合物，所述溶劑為水。電鍛儀可W 使用本領(lǐng)域已知的那些電鍛液。作為優(yōu)選，該步驟中的電鍛液可W包括如下組分： 硫酸媒 300 ~ 500g/L, 瑚月酸 30~42g/L，
[0043] 燒基硫酸納 5~25:g化，和 氯化鑲 0.5~ Ig/L。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，該步驟中的電鍛液由上述組分組成。
[0045] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，該步驟中的電鍛液可W包括如下組分： 硫酸鑲 350 ~ 460g/L, 棚酸 32~40呂/L，
[0046] 掠基硫酸鋼 《~20g/L,和 氯化鑲 0.6-0.8呂/L。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，該步驟中的電鍛液由上述組分組成。
[004引作為更優(yōu)選的實(shí)施方式，該步驟中的電鍛液可W包括如下組分：
[0049] 疏釀鑲 4拂~ 450g心 棚酸 255~％g/L，
[0050] 燒基硫酸銷 10 ~ 15g/L，和 氯化鑲 0.65~0J5g/L。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，該步驟中的電鍛液由上述組分組成。
[0052] 在本發(fā)明中，電鍛液中包含電鍛材料硫酸儀，其可屯水硫酸儀的方式進(jìn)行添 加。本發(fā)明的烷基硫酸鋼可W選自十六烷基硫酸鋼、十四烷基硫酸鋼、十二烷基硫酸鋼、正 癸基硫酸鋼、正辛基硫酸鋼等;優(yōu)選為十二烷基硫酸鋼或正辛基硫酸鋼。
[0053] 在本發(fā)明中，該步驟的電鍛條件為：陰極電流密度為5~lOA/dmM尤選為6~8A/ 血2;電鍛溫度為40~60°C，優(yōu)選為50~55°C ;電鍛時(shí)間1~10分鐘，優(yōu)選為2~5分鐘。
[0054] <二氧化鐵涂層的形成步驟〉
[0055] 本發(fā)明的二氧化鐵涂層的形成步驟包括:在上述步驟獲得的含儀鍛層的電極上形 成二氧化鐵涂層，從而得到含二氧化鐵涂層的電極。在本發(fā)明中，擬形成二氧化鐵涂層的溶 液的具體實(shí)例為六氣鐵酸錠和棚酸形成的混合溶液，但本發(fā)明并不限于此。與上述混合溶 液類似的能夠形成二氧化鐵涂層的溶液也屬于本發(fā)明的范圍。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，將所述含儀鍛層的電極置于六氣鐵酸錠和棚酸形成 的混合溶液中，于35~55°C下浸泡10~50小時(shí)后取出驚干，然后在惰性氣體保護(hù)下、在500 ~700°C下熱處理50~80分鐘，自然冷卻后得到含二氧化鐵涂層的電極。
[0057] 在本發(fā)明中，六氣鐵酸錠濃度可W為0.2~0.35mol/L，優(yōu)選為0.25~0.3mol/l;棚 酸濃度可W為0.2~0.35mol/L，優(yōu)選為0.25~0.3mol/L。在本發(fā)明中，浸泡溫度優(yōu)選為38~ 52°C，更優(yōu)選為40~45°C ;浸泡時(shí)間優(yōu)選為15~30小時(shí)，更優(yōu)選為20~25小時(shí)。
[0058]為了保證二氧化鐵涂層均勻分布在不誘鋼基材的儀鍛層上，上述熱處理可W在惰 性氣體保護(hù)下進(jìn)行。惰性氣體可W選自氮?dú)?、氣氣和氮?dú)獾取崽幚淼臏囟葍?yōu)選為550~650 °C，更優(yōu)選為580~600°C ;熱處理時(shí)間優(yōu)選為55~75分鐘，更優(yōu)選為60~70分鐘。
[0059] 將熱處理后的不誘鋼基材自然冷卻至室溫，得到含二氧化鐵涂層的電極。運(yùn)樣得 到的含二氧化鐵涂層更為致密均勻。
[0060] <含銅的銷鍛層的形成步驟〉
[0061] 本發(fā)明的含銅的銷鍛層的形成步驟包括:將上述步驟獲得的含二氧化鐵涂層的電 極作為陰極、銷網(wǎng)為陽極，W包含銅化合物和銷化合物的溶液為電鍛液，在所述含二氧化鐵 涂層的電極上形成含銅的銷鍛層，從而得到含銅的電極。
[0062] 本發(fā)明的電鍛液為包含銅化合物和銷化合物的溶液。本發(fā)明的"溶液"表示電鍛材 料與溶劑形成的混合物。本發(fā)明的溶劑可W為水。上述銅化合物為水溶性的銅鹽，可W選自 硝酸銅或氯化銅，優(yōu)選為硝酸銅。上述銷化合物為水溶性的銷鹽，可W選自二亞硝基二氨合 銷(N出)2Pt(N〇2)2 ·出0、氯銷酸出PtCls · 6出0等，優(yōu)選為二亞硝基二氨合銷。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液包括如下組分： 二亞硝基二氨錯(cuò) 10 ~ 30呂/L， 硝酸銅 0.5 ~ 1 g/L, 硝酸矮 50 ~ 150R/L,
[0064] 亞靖酸鋼 5 ~ 15狐， 氨氣化按 30~60g/L， 十二婉基鴻酸納化01 ~化06g/L， 據(jù)精 0 01 ~0.06g/L,和
[00 化] 1，4-Τ操二醇 化03~化1瀉/L。
[0066] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液由如下組分組成： 二亞硝基二氨犧 10~30g/L， 謂酸姻： 0.5 - 1 g/L, 硝酸矮 50~ 150g/L, 亞硝酸鑰 5 - 15餐化，
[0067] 氨氣化鎮(zhèn) 30~60gZL， 十二烷基磅酸鋪化刖~化06g,/L， 糖精 0 01~0.06gZL，和 M-了嫉二醇 0,擬-0.1呂化。
[0068] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液包括如下組分： 二亞硝基二氨鍋 20~23g/L， 硝酸綱 0.6 ~ 0.7g/L, 硝酸錠 擲~ 120呂/L,， 亞硝'酸銅 S~lOg/L，
[0069] 氨氣化矮 35 ~ 50g/L, 十二挽基碳酸銅0.03 ~ 0.05gZL， 據(jù)精 0.03~0.05g/l.，和 1，4-了 訣二醇 0.06 ~ 0.08呂/L。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液由上述組分組成。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液包括如下組分：
[00巧二亞硝基二氨銘 2;1~22g/L， 硝酸鋼 0.62~0.65g/L， 硝酸矮 90~ llOg/L, 亞硝酸納 8~9g/L,
[0073] 氨氧化鎮(zhèn) 40~45g/L， 十二烷基磅酸銅0.03 ~ 0.04g/L, 糖精 0.03~0.04g/L,.和 1，4-了訣二醇 0.06 ~ 0.07g/L。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，所述電鍛液由上述組分組 成。
[0075] 本發(fā)明的含銅的銷鍛層的形成步驟可W在本領(lǐng)域常規(guī)的電鍛設(shè)備中進(jìn)行，運(yùn)里不 再寶述。在本發(fā)明的含銅的銷鍛層的形成步驟，陰極電流密度可W為1~3A/dm2、優(yōu)選為1.5 ~2A/血2;陰陽極間距可W為0.6~1.5cm、優(yōu)選為0.8~1.0cm;槽電壓可W為2~5V、優(yōu)選為 3~3.5V;電鍛液的抑值可W為9.5~11.5、優(yōu)選為10~11;電鍛溫度為80~95°C、優(yōu)選為85 ~90 °C ;電鍛時(shí)間可W為10~50小時(shí)、優(yōu)選為20~30小時(shí)。
[0076] < 電極〉
[0077] 本發(fā)明的電極包括不誘鋼基材、儀鍛層、二氧化鐵涂層和含銅的銷鍛層。在本發(fā)明 中，所述的儀鍛層設(shè)置在不誘鋼基材外表面，其厚度為5~25微米，優(yōu)選為10~20微米。所述 的二氧化鐵涂層設(shè)置在儀鍛層外表面，其厚度為5~10微米，優(yōu)選為6~8微米。所述的含銅 的銷鍛層設(shè)置在二氧化鐵涂層外表面，其厚度為3~10微米，優(yōu)選為5~8微米，更優(yōu)選為5.5 ~7.5微米。在本發(fā)明中，基于含銅的銷鍛層的總重量，所述的含銅的銷鍛層含有0.1~ 5wt %，優(yōu)選為0.2~3wt %，更優(yōu)選為0.5~%的銅。本申請(qǐng)的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，不誘鋼 基材上增加儀鍛層和二氧化鐵涂層，并在銷鍛層中增加少量銅元素，可w更加顯著地增加 不誘鋼基材的使用穩(wěn)定性，使得主要材質(zhì)為不誘鋼的電極應(yīng)用于電解水生成裝置成為現(xiàn) 實(shí)。
[007引 <水中的六價(jià)銘含量的測定〉
[0079] (1)采用GB7467-1987的二苯碳酷二阱分光光度法檢測水中的六價(jià)銘含量；
[0080] (2)采用離子色譜法測定水中的六價(jià)銘含量，具體步驟參見"離子色譜法測定飲用 水中的六價(jià)銘"，胡忠陽等，第十四屆全國離子色譜學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集，2012年9月17日。 [0081 ] 實(shí)施例1
[0082] (1)不誘鋼基材的預(yù)處理步驟：
[0083] 將不誘鋼基材采用90目的砂紙打磨，將打磨后的不誘鋼基材在35°C下用堿性除油 劑浸泡進(jìn)行除油。堿性除油劑為含22g/L憐酸Ξ鋼和9g/L娃酸鋼的水溶液。將除油后的不誘 鋼基材在酸性溶液中浸蝕活化70秒后得到預(yù)處理基材。酸性溶液為17wt%硝酸、33wt%鹽 酸和50wt%水形成的溶液。
[0084] (2)儀鍛層的形成步驟
[0085] 將所述預(yù)處理基材作為陰極，不誘鋼基板作為陽極，W下述溶液為電鍛液，在所述 預(yù)處理基材上電鍛儀，從而形成含儀鍛層的電極： 硫酸媒 450g/L， 瑚跋 3始心
[0086] --二烷基硫酸鋼 15g/L,私 氯化鑲 0.65g/L。
[0087] 電鍛條件為:陰極電流密度為8AAlm2,電鍛溫度為50°C，電鍛時(shí)間2分鐘。
[0088] (3)二氧化鐵涂層的形成步驟：
[0089] 將所述含儀鍛層的電極置于0.25mol/L六氣鐵酸錠和0.25mol/L棚酸形成的混合 溶液中，于40°C下浸泡25小時(shí)后取出驚干，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下、在600°C下熱處理60分鐘，自 然冷卻后得到含二氧化鐵涂層的電極。
[0090] (4)含銅的銷鍛層的形成步驟：
[0091] 將含二氧化鐵涂層的電極作為陰極、銷網(wǎng)為陽極，W下述溶液為電鍛液，在含二氧 化鐵涂層的電極上形成含銅的銷鍛層： 二亞硝基二氨鍋 22g化， 硝酸鋼 0.63g/L, 硝酸矮 lOOg/L， 亞硝酸納 9g/L，
[0092] 氨氣化矮 45g/L， 十二掠基碳酸納 0.03 g/L, 搪精 0.03g/L，和 1,4-了炊二醇 化 06g/U
[0093] 電鍛條件如下：陰極電流密度為2A/dm2,陰陽極間距為1cm，槽電壓為3V，電鍛液的 pH值為10，電鍛溫度為85 °C，和電鍛時(shí)間為20小時(shí)。
[0094] 通過實(shí)施例1制備得到電極A1。該電極由不誘鋼基材、儀鍛層、二氧化鐵涂層和含 銅的銷鍛層組成。經(jīng)檢測，儀鍛層的厚度為25微米，二氧化鐵涂層的厚度為7微米，含銅的銷 鍛層的厚度為6微米，其中含有1.5wt%的銅。
[00M] 在申請(qǐng)?zhí)枮?01120553451. X(授權(quán)公告號(hào)CN202440350U)的中國專利文獻(xiàn)公開的 電解水生成裝置上進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)(采用電極A1替換鐵合金陽極;電壓為5.2V、電流為25A， 水源為自來水）。采用二苯碳酷二阱分光光度法和離子色譜法測定水中的六價(jià)銘含量。在持 續(xù)電解水進(jìn)行2000小時(shí)后，在生成的水中仍未檢測到六價(jià)銘。
[00%] 實(shí)施例2
[0097] 將實(shí)施例1的硝酸銅用量由0.63g/L替換為0.5g/L，其余條件與實(shí)施例1相同，制備 得到電極A2。該電極由不誘鋼基材、儀鍛層、二氧化鐵涂層和含銅的銷鍛層組成。經(jīng)檢測，儀 鍛層的厚度為25微米，二氧化鐵涂層的厚度為7微米，含銅的銷鍛層的厚度為6微米，其中含 有的銅。
[0098] 在申請(qǐng)?zhí)枮?01120553451. X(授權(quán)公告號(hào)CN202440350U)的中國專利文獻(xiàn)公開的 電解水生成裝置上進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)(采用電極A2替換鐵合金陽極;電壓為5.2V、電流為25A， 水源為自來水）。采用二苯碳酷二阱分光光度法和離子色譜法測定水中的六價(jià)銘含量。在持 續(xù)電解水進(jìn)行2000小時(shí)后，在生成的水中仍未檢測到六價(jià)銘。
[0099] 實(shí)施例3
[0100] 將實(shí)施例1的六氣鐵酸錠濃度替換為0.2mol/L、棚酸濃度替換為0.2mol/L，其余條 件與實(shí)施例1相同，制備得到電極A3。該電極由不誘鋼基材、儀鍛層、二氧化鐵涂層和含銅的 銷鍛層組成。經(jīng)檢測，儀鍛層的厚度為25微米，二氧化鐵涂層的厚度為6微米，含銅的銷鍛層 的厚度為6微米，其中含有1.5wt %的銅。
[0101] 在申請(qǐng)?zhí)枮?01120553451. X(授權(quán)公告號(hào)CN202440350U)的中國專利文獻(xiàn)公開的 電解水生成裝置上進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)(采用電極A3替換鐵合金陽極;電壓為5.2V、電流為25A， 水源為自來水）。采用二苯碳酷二阱分光光度法和離子色譜法測定水中的六價(jià)銘含量。在持 續(xù)電解水進(jìn)行2000小時(shí)后，在生成的水中仍未檢測到六價(jià)銘。
[0102]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可W想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含鑭的電極的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟： (1) 不銹鋼基材的預(yù)處理步驟： 將不銹鋼基材打磨，進(jìn)行除油，然后在酸性溶液中浸蝕活化得到預(yù)處理基材； (2) 鎳鍍層的形成步驟： 在所述預(yù)處理基材上電鍍鎳，從而形成含鎳鍍層的電極； (3) 二氧化鈦涂層的形成步驟： 在所述含鎳鍍層的電極上形成二氧化鈦涂層，從而得到含二氧化鈦涂層的電極； (4) 含鑭的鉑鍍層的形成步驟： 將所述含二氧化鈦涂層的電極作為陰極、鉑網(wǎng)為陽極，以包含鑭化合物和鉑化合物的 溶液為電鍍液，在所述含二氧化鈦涂層的電極上形成含鑭的鉑鍍層，從而得到含鑭的電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于： 在步驟（1)中，將不銹鋼基材采用80~110目的砂紙打磨，將打磨后的不銹鋼基材在30 ~45°C下用堿性除油劑浸泡進(jìn)行除油，然后在酸性溶液中浸蝕活化60~80秒得到預(yù)處理基 材;其中，所述堿性除油劑為含10~35g/L磷酸三鈉和5~13g/L硅酸鈉的水溶液;所述酸性 溶液包括10~20wt %硝酸、30~40wt %鹽酸和45~55wt %水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在步驟(2)中，將所述預(yù)處理基材作為 陰極，不銹鋼作為陽極，以包含鎳化合物的溶液為電鍍液，在所述預(yù)處理基材上電鍍鎳，從 而形成含鎳鍍層的電極。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于： 步驟(2)中的電鍍液包括如下組分： 硫酸鎳 3G0~500g/L, 硼酸 30~42g/L, 烷基硫酸鈉 5>25g/L，和 氯化鎳 0.5 ~ lg/L; 步驟(2)中的電鍍條件為：陰極電流密度為5~1 ΟΑ/dm2，電鍍溫度為40~60 °C，和電鍍時(shí) 間1~10分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于： 在步驟(3)中，將所述含鎳鍍層的電極置于六氟鈦酸銨和硼酸形成的混合溶液中，于35 ~55°C下浸泡10~50小時(shí)后取出晾干，然后在惰性氣體保護(hù)下、在500~700°C下熱處理50 ~80分鐘，自然冷卻后得到含二氧化鈦涂層的電極;其中，所述混合溶液中的六氟鈦酸銨濃 度為0· 2~0· 35mol/L、并且硼酸濃度為0· 2~0· 35mol/L。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在步驟(4)中，所述鑭化合物選自硝酸 鑭或氯化鑭;所述的鉑化合物選自二亞硝基二氨合鉑或氯鉑酸。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于： 步驟(4)中的電鍍液包括如下組分： 二亞硝基二氨鉑 10~30g/L, 硝酸鑭 O 5 ~ I g/L , 硝酸銨 50- ]5()g/L, 亞硝酸鈉 5:~ 15g/L, 氫氧化銨 30 ~ 60g/L, 十二烷基磺酸鈉0 01 ~ 0.06g/L, 糖精 0.01 ~ 0,06g/L，和 1,4-丁 炔二醇 0.03 ~ 0.1 g/L。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于： 步驟(4)中的電鍍液包括如下組分： 二亞硝基二氨鉑 20 ~ 23g/L， 硝酸鑭 0 · 6~0.7 g/ L, 硝酸銨 80 - 120g/L, 亞硝酸鈉 8~ 10g/L, 氫氧化銨 35~50g/L, 十二烷基磺酸鈉0.03 ~ 0.05g/L, 糖精 0.()3~0,()5g/L，和 1，4-丁炔二醇 0.06 ~ 0.08g/L。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于： 在步驟(4)中，陰極電流密度為1~3A/dm2，陰陽極間距為0.6~1.5cm，槽電壓為2~5V， 電鍍液的pH值為9.5~11.5,電鍍溫度為80~95°C，和電鍍時(shí)間為10~50小時(shí)。10. -種含鑭的電極，其特征在于，所述的電極包括不銹鋼基材、鎳鍍層、二氧化鈦涂層 和含鑭的鉑鍍層;所述的鎳鍍層設(shè)置在不銹鋼基材外表面，其厚度為5~25微米;所述的二 氧化鈦涂層設(shè)置在鎳鍍層外表面，其厚度為5~10微米;所述的含鑭的鉑鍍層設(shè)置在二氧化 鈦涂層外表面，其厚度為3~10微米;基于含鑭的鉑鍍層的總重量，所述的含鑭的鉑鍍層含 有0.1~5wt %的鑭。
【文檔編號(hào)】C25B1/04GK106011923SQ201610525049
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月5日
【發(fā)明人】宋玉寶, 宋玉琴
【申請(qǐng)人】宋玉琴