[发明专利]电化学电解用聚苯胺基阳极及其制备方法

权利要求书

1.一种电化学电解用聚苯胺基阳极，其特征是该阳极是两相或多相的，包括 阳极基体和骨架，其中阳极基体是由聚苯胺、偶联剂和粘接剂组成，骨架采用金属 网状物，在阳极基体中掺入4价或5价金属化合物纳米粒子，整个聚苯胺基阳极由 阳极基体和骨架压制而成，在阳极基体中4价或5价金属化合物纳米粒子和聚苯胺 的加入量的质量比例为1∶5～20；所述纳米粒子是二氧化钛、二氧化铈、二氧化锰、 二氧化铅、二氧化锆、五氧化二钒、五氧化二铊、碳化硼和碳化钨中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的电化学电解用聚苯胺基阳极，其特征在于，所述的 偶联剂与聚苯胺的质量比的范围是0.05～0.25∶1，偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯 偶联剂、铝酸酯偶联剂及双金属偶联剂中的任一种，粘接剂是浓度为1～5％聚乙烯 醇溶液，其与聚苯胺的质量比在1～10∶100范围。

3.根据权利要求1所述的电化学电解用聚苯胺基阳极，其特征在于，所述的 金属网状物骨架置于聚苯胺阳极基体之间，该网状物是铁网、铜网、钛网和碳纤维 网中的任一种。

4.根据权利要求3所述的电化学电解用聚苯胺基阳极，其特征在于，所述的 金属网状物骨架置于聚苯胺阳极基体之间为钛制成的网。

5.一种电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在于包含以下工艺步 骤：

(a)首先，将所有原料进行烘干，然后，将合成的聚苯胺、4价5价化合物纳 米粒子以及偶联剂按配比进行混合，在球磨机中湿磨12～18小时，球料比为2∶1， 湿磨介质为工业乙醇，将料浆倒入烧杯中，在烘箱中50～60℃烘干8～10小时，去 除乙醇溶液，得到疏松的聚苯胺基粉末；

(b)将(a)得到的聚苯胺基粉末进行造粒，在烘干的苯胺基粉料中加入少许浓 度为1～5％的聚乙烯醇溶液作为粘接剂，在研钵中混合均匀，再将粉料用80目筛子 过筛，以达到造粒目的，将造粒后的原料在密闭容器中静置24～32小时，通过水分 的蒸发和扩散，使粉料中的水分与粘结剂分布均匀；

(c)干压开始时，在金属模具的内侧壁预先涂一薄层油酸，称取定量的步骤(b) 得到的造粒粉料装入模腔内，轻敲模具侧壁，适当振动使粉料均匀填充模腔的各角 落，并保证粉料上表面的平整；另外，在模腔中加入网状物作为骨架；加压过程 中，保持平稳的加压速度，当压力达到预期值后保持压力15～30分钟，然后再卸压， 将试样出模，压制试样的成型压力为20～60MPa，将成型后的试样放入干燥箱中， 在40～50℃下干燥3～8小时，然后温度升至60℃继续干燥3～4小时，得到的试样即 聚苯胺基阳极试样。

6.根据权利要求5所述的电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在于 所述的聚苯胺基阳极中，4价或5价金属化合物纳米粒子和聚苯胺的加入量的质量 比例为1∶5～20；所述纳米粒子是二氧化钛、二氧化铈、二氧化锰、二氧化铅、二 氧化锆、五氧化二钒、五氧化二铊、碳化硼和碳化钨中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在 于，偶联剂与聚苯胺的质量比的范围是0.05～0.25∶1，偶联剂是硅烷偶联剂、钛 酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及双金属偶联剂中的任一种。

8.根据权利要求5所述的电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在于， 粘接剂是浓度为1～5％聚乙烯醇溶液，其与聚苯胺的质量比在1～10∶100范围。

9.根据权利要求5所述的电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在 于，所述网状物骨架置于所述聚苯胺阳极基体之间，该网状物是铁网、铜网、钛网 和碳纤维网中的任一种。

10.根据权利要求9所述的电化学电解用聚苯胺基阳极的制备方法，其特征在 于，所述网状物骨架置于所述聚苯胺阳极基体之间为钛制成的网。