[发明专利]电化学电解用聚苯胺基阳极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学电解技术领域，特别是涉及电化学电解用聚苯胺基阳极 及制造工艺方法。

背景技术

电化学电解用阳极以及不溶性阳极是现有技术中已知的，电化学电解如电 解铜、镍、锌或锡是通过可溶性阳极或不溶性阳极进行的。可溶性阳极也被称 为活性阳极系统，在电解过程中进入电解溶液；不溶性阳极也被称为惰性阳极 系统，在电解过程中不进入电解液。不溶性阳极是由载体材料和设置在该载体 材料上的涂层构成的，所述涂层被称为活性层。其中，通常使用钛、铌或其它 反应载体材料作载体材料，但在使用该材料的任何情况下，其在电解条件下变 为钝态。作为活性层材料，通常使用导电材料如铂、铱或其它贵金属，其混合 氧化物或上述元素的化合物。其中，可将活性层直接涂覆于载体材料的表面或 可将其置于与载体材料隔开的衬底上。衬底也可使用上述用作载体材料的材料， 即例如钛、铌等，但是结果十分昂贵，以致难以推广应用。

在导电聚合物中，聚苯胺因其导电性能优良，环境稳定性好，合成工艺简 单，原料成本低廉等优点，在国内外都受到了人们极大的重视，被称为是最有 可能实际应用的导电聚合物。

发明内容

本发明是参考了德国专利文献DE 102 61 493A1，但本发明的制造方法不同 于它。本发明的目的是提供可以更加廉价的方式制造并因此使用更经济的阳极。 本发明目的是如此实现的：本发明提出了一种电化学电解用聚苯胺基阳极，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和粘接 剂制成。

1.电化学电解用聚苯胺基阳极，其特征是在聚苯胺基体中掺入4价或5价金属 化合物并用金属网状物作为骨架压制而成。

2.电化学电解用聚苯胺基阳极的制造工艺，其特征在于具有以下的工艺过程和 步骤：

(a)首先，将所有原料进行烘干，以保证配比的准确。然后，将合成的聚苯 胺、4价化合物纳米粒子以及偶联剂按一定的配比进行混合，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(降低聚苯胺基在球磨过程中 的氧化程度)。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原料粉末。

(b)将聚苯胺基粉末进行造粒，在烘干的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。本实验中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。

本发明中4价或5价金属化合物纳米粒子和聚苯胺的加入量的摩尔比例为 1∶5～20；所述纳米粒子可以是二氧化钛、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、碳化硼和碳化钨等中的任意一种。

本发明中偶联剂与聚苯胺的质量比的范围是0.05～0.25∶1，偶联剂剂可 以是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及双金属偶联剂中的任一种。

本发明中粘接剂聚乙烯醇与聚苯胺的质量比的范围是1～10∶100。

本发明中所述网状物骨架置于所述聚苯胺阳极基体之间，可以是由铁网、 铜网、钛网和碳纤维网中的任一种，优选钛制成的网。

本发明得到更廉价制造方式和更经济使用的阳极，本发明得到的聚苯胺基 阳极产品性能好、质量高、简单易行、操作方便和污染小等特点。该聚苯胺基 阳极具有较高的导电性，强度高，热稳定性、化学稳定性好和电催化活性好。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

实施例1

本实施例中的工艺过程和步骤如下：