[发明专利]一种非贵金属氧化物涂层电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于湿法冶金的非贵金属氧化物涂层电极的制备方法。

背景技术

水溶液电解制取金属是湿法冶金的一个重要组成部分，用以制备锌、铜、锰、锡等多种有色金属。电解中要求阳极材料具有较高的耐蚀性和较低的电位。目前在湿法冶金中大量采用的不溶性阳极是石墨和铅银合金。石墨机械强度低、耐蚀性差，且容易造成阴极沉积金属产物中碳含量升高。铅银合金虽然具有较高的导电性能、低的熔点、良好的加工性能与机械强度，但是在电解过程中仍发生轻微的溶解。铅的溶解使阴极金属产物被铅污染，而银的溶解则造成了贵金属的损失。因此，研究新的耐腐蚀阳极材料有很大的意义。

自1968年RuO2/Ti电极问世以来，金属氧化物电极引起人们的注意，随后具有很好电化学稳定性和高的电催化活性、能基本满足工业对电极性能的要求的IrO₂-Ta₂O₅/Ti电极被开发出来，但是由于铱、钽价格昂贵，相比于传统的石墨电极和铅合金电极，其制备成本可高出数倍。因此，研究工作者不断致力于探索低成本高性能的涂层钛阳极。二氧化铅、二氧化锰电极、锡锑氧化物电极、钴氧化物电极等随即被开发出来，并进行了工业生产试用，尽管效果不如铱钽氧化物阳极，但这些非贵金属氧化物电极在湿法冶金中是有前途的不溶性阳极材料，通过完善涂层配方的同时完善涂层的制备工艺，可期望开发出价格低廉，性能卓越的非贵金属氧化物涂层电极。

中国发明专利申请200810172426.X公开了一种新型钛基二氧化铅电极及其制备方法，新型钛基二氧化铅电极以钛材料为载体，由钛基体表面由内至外依次为锡锑氧化物底层、α-PbO₂中间层、掺杂一种活性金属(如铋、镍、镧、铈、铒)和一种高吸附性能颗粒(如粉末活性炭、壳聚糖)的含氟β-PbO₂表面层。新型钛基二氧化铅电极的制备方法是：先将钛基体酸刻蚀后，利用四氯化锡和三氯化锑丁醇混合溶液涂覆钛基体表面，自然晾干后，在105～120℃下干燥10～30分钟，按此步骤，重复涂覆和干燥2～4次，再于500～550℃下分解2～4小时，自然冷至室温，按照以上步骤，重复涂覆、干燥和分解至少2次；然后将其作为阳极，在溶解有PbO的氢氧化钠电镀液(A)中电沉积α-PbO₂中间层，沉积时间为0.5～1小时，沉积温度为20～50℃，电沉积的阳极电流密度为5～15mA/cm²；水洗去除浮物后，将其作为阳极，在混有一种高吸附性能颗粒和一种活性金属的酸性含氟铅溶液(B)中，电沉积掺杂一种活性金属和一种具有高吸附性能颗粒的含氟β-PbO₂表面层，沉积时间为0.5～1小时，沉积温度为20～50℃，电沉积的阳极电流密度为5～15A/cm²。该专利进一步公开了四氯化锡和三氯化锑丁醇混合溶液组成为440～520mmol/L的SnCl₄.5H₂O、90～170mmol/L的SbCl₃、8～12体积份的36～38wt％的浓盐酸、35～45体积份的正丁醇。该专利所制备的钛基二氧化铅电极用于废水处理领域，可在通电的情况下将水中的有机污染物高效氧化，取得好的效果，但是其在应用于湿法冶金行业时，使用寿命还待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种价格低廉，性能卓越，使用寿命长，适用于湿法冶金中的非贵金属氧化物涂层电极的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明所采用如下技术方案：