[发明专利]富氢水电极及其制备方法以及富氢水电解电极装置

权利要求书

1.富氢水电极，其特征在于，它包括基材和电镀层，所述的基材为钛合金，该钛合金包括Ti元素、Mo元素、Al元素、Nb元素、Si元素、微量元素及大量元素，它们的质量百分比如下：Mo为13％-17％、Al为2％-4％、Nb为2.0％-3.5％、Si为0.1％-0.3％、大量元素为0.03％-0.3％、微量元素为0.1％-0.8％，余量为Ti。

2.根据权利要求1所述的富氢水电极，其特征在于，所述的微量元素为Fe及Cr，大量元素为C、N、H及O，所述的钛合金的各元素质量百分比为：Mo为14％-16％、Al为2.5％-3.5％、Nb为2.2％-3.2％、Si为0.15％-0.25％、Fe为0.1％-0.4％、C为0.01％-0.05％、N为0.01％-0.05％、H为0.001％-0.015％、O为0.1％-0.17％、Cr为0.1％-0.4％及Ti为75.96％-80.83％。

3.根据权利要求1所述的富氢水电极，其特征在于，所述的电镀层为铂族金属镀层。

4.根据权利要求1所述的富氢水电极，其特征在于，所述的电镀层为铂镀层。

5.根据权利要求1所述的富氢水电极，其特征在于，所述的电镀层的厚度为1um-30um。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的富氢水电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1钛合金基材的制备取Ti金属并将Ti金属加热至800℃-900℃维持大于4min；按照上述比例依次添加成分；各成分添加完成后进行400℃-600℃维持8h-24h的热处理；自然降温至200℃-300℃维持2h-10h进行退火处理后得到钛合金基材；通过机械加工获得钛合金基材。

步骤2打磨以800r/min-1200r/min速度使用800#砂轮对上述钛合金基材进行打磨至各面平整；提高转速至4000r/min-6000r/min使用2000#-3000#砂轮进行打磨至钛合金基材各面光滑，打磨过程中用滚光液对打磨面持续进行滚光。

步骤3化学去油用十二烷基磺酸钠在30℃-40℃的条件下对基材表面进行油污去除，处理时长3min-10min。

步骤4浸洗对上述基材进行热水洗后再冷水洗。

步骤5浸泡基材浸洗完以后，将该基材放入质量百分浓度为10％-15％的丙酮溶液中浸泡20s-60s。

步骤6冲洗对经过丙酮浸泡过的基材依次进行热水洗及冷水洗，去除基材表面的残余丙酮。

步骤7粗化用粗化液对去除残留丙酮的基材进行粗化处理，粗化处理时间为20s-40s，粗化结束后再冷水洗。

步骤8活化用活化液对粗化后的基材进行活化处理，活化处理时间为30s-60s。

步骤9浸泡使用质量百分比为1％-6％的碳酸钠中和液对活化处理后的基材浸泡10s-20s，浸泡结束后对基材进行热水洗10s-20s。

步骤10电镀将经碳酸钠中和液浸泡过并热水洗的基材放入羟基铂酸盐(Na2Pt(0H)6)进行镀铂，基材镀好铂后进行热水洗和冷水洗。

步骤11烘干将镀好铂的基材放入烘箱烘干，烘干温度为60℃-100℃，烘干时间为1min-2min，获得富氢水电极。

7.应用权利要求1所述的富氢水电极的富氢水电解电极装置，其特征在于，它包括上固定盖、下固定盖及电解电极，上固定盖和下固定盖通过固定件固定盖合在一起，上固定盖上设置有开口，上固定盖和下固定盖之间形成电解电极的容置腔，所述的电解电极包括阳电极和阴电极，阳电极和阴电极为上述的富氢水电极用于电解制氢，阴电极靠近下固定盖，阳电极靠近下固定盖，阳电极和阴电极形成电解区，阴电极和阳电极之间设置有离子膜，所述的离子膜将阴电极和阳电极隔开形成阴极区和阳极区，下固定盖上设置有单向排气阀。

8.根据权利要求7所述的富氢水电解电极装置，其特征在于，所述的下固定盖面向阳电极一侧中部设置有凹槽，凹槽内设置有若干支撑块。

9.根据权利要求7或8所述的富氢水电解电极装置，其特征在于，所述的阳电极和阴电极上均设置有若干细孔。