[发明专利]一种层状钛酸铯修饰泡沫镍电极及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种层状钛酸铯修饰泡沫镍电极，其特征在于：该电极由层状钛酸铯活性物质、聚偏四氟乙烯粘结剂和泡沫镍集流体构成；层状钛酸铯和聚偏四氟乙烯涂覆在泡沫镍表面，涂覆量为0.02-0.04 g/cm²，其中层状钛酸铯与聚偏四氟乙烯的质量比为6:1~10:1。

2.一种如权利要求1所述的层状钛酸铯修饰泡沫镍电极，其特征在于：泡沫镍集流体的规格为80~120 ppi，其中ppi代表每平方英寸面积上网孔数量；泡沫镍集流体的尺寸可以根据实际需要进行剪裁，通常为长方形，长度为3~4 cm，宽度为1~2 cm；涂覆在泡沫镍集流体上的层状钛酸铯和聚偏四氟乙烯的面积占泡沫镍集流体面积的1/5~1/2。

3.一种制备权利要求1和权利要求2所述的层状钛酸铯修饰泡沫镍电极的方法，其特征在于：将层状钛酸铯加入到聚偏四氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液中配成层状钛酸铯浆料，然后将浆料涂覆在泡沫镍集流体表面，真空干燥后获得层状钛酸铯修饰泡沫镍电极，具体工艺步骤为：

A) 层状钛酸铯的制备：按照二氧化钛与碳酸铯的摩尔比为5.1:1~5.5:1称量两种物质并混合研磨，将混合物在700~900 ^oC下煅烧30-60分钟，待其冷却至室温后研磨并在800~900 ^oC煅烧20~24小时，待其冷却至室温后再次研磨并在800~900 ^oC煅烧20~24小时，得到层状钛酸铯Cs_xTi_2-x/4□_x/4O₄，其中□为层板中钛元素空位，x的取值范围为0.65≤x≤0.75；

B) 层状钛酸铯浆料的制备：将聚偏四氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮溶剂中，配成质量分数为2~6 %的聚偏四氟乙烯溶液，按照层状钛酸铯和聚偏四氟乙烯的质量比为6:1~10:1称取层状钛酸铯加入到聚偏四氟乙烯溶液中，配成层状钛酸铯浆料；

C) 层状钛酸铯修饰泡沫镍电极的制备：将层状钛酸铯浆料均匀涂覆在泡沫镍集流体的表面，涂覆浆料面积占泡沫镍集流体面积的1/5~1/2，然后在50~80 ^oC真空条件下干燥8~12小时，得到层状钛酸铯修饰泡沫镍电极。

4.一种如权利要求1、权利要求2和权利要求3所述的层状钛酸铯修饰泡沫镍电极的使用方法，其特征在于：可用于水样中铅离子的检测，具体测试方法为：

将层状钛酸铯修饰泡沫镍电极作为工作电极，铂片电极作为对电极，Ag/AgCl (3 mol/L KCl)为参比电极，组成三电极体系；将该三电极体系置于含有已知浓度的铅离子溶液中，在-1.0 ~ -1.5 V电压下富集5~15分钟，然后在pH值为4.5~5.5的醋酸—醋酸钠缓冲溶液中，采用差分脉冲溶出伏安法测试层状钛酸铯修饰泡沫镍电极对铅离子的响应电流，根据不同铅离子浓度溶液的响应电流，绘制响应电流－铅离子浓度关系的标准工作曲线，利用此标准工作曲线可以进行待测水样中铅离子浓度的定量检测 。