[发明专利]一种梯度复合二氧化铅阳极板及其制备方法

说明书

一种梯度复合二氧化铅阳极板及其制备方法，所述阳极板包括铁基板、覆于铁基板上的铁氧体过渡层、覆于过渡层上的复合α‑PbO₂中间层、以及覆于复合α‑PbO₂中间层上的复合β‑PbO₂活性层；所述铁氧体过渡层为氧化镍、氧化铜、氧化铁、氧化锌以及CaCO3、Si、石墨、PbS粉末中的一种或者两种以上经湿式混合和煅烧后再粉碎，加入CaS和聚乙烯醇溶液搅拌后喷涂在铁基板上形成的；所述复合α‑PbO₂中间层物质为α‑PbO₂‑ZrO₂；所述复合β‑PbO₂活性层物质为β‑PbO₂‑ZrO₂‑碳纳米管‑MnO₂。本发明制备的阳极板导电性好，使用寿命长，材料成本低，槽电压可降低15％，电流效率提高2～4％。

技术领域

本发明涉及一种阳极板及其制备方法技术领域。

背景技术

目前，电解工业使用的阳极材料有磁性氧化铁、石墨、铅及铅基合金、二氧化铅、铂、镀铂、铂族金属氧化物等。铂及其铂合金电极材料价格昂贵，并且在高电流密度时有消耗。铅的氧化物制造比较困难，耐腐蚀性差。磁性氧化铁性质脆弱，尺寸受限制，其电位和过电位均高，做阳极材料不经济。因此都没有普遍使用。由于有色金属电积工业所用的电解液硫酸含量较高，且阳极电势高，在这种条件下只有有限的几种惰性金属能够稳定存在，再考虑到成本因素，可供选择的金属就更少。金属铅是其中较为合适的一种，而目前在工业的广泛应用的阳极材料是含银0.5％～1.0％的铅银合金。

但长期生产实践发现铅阳极具有一些致命缺点：(1)铅阳极重量大、强度低，在使用中易发生弯曲变形，造成短路，降低电流效率；(2)铅阳极导电性能不够好，电能消耗比较大；(3)耐蚀性不够好，溶解到电解液中的铅会造成电锌品质的下降。如果电解液中存在氯离子，Cl^-可能取代PbO₂晶格中的氧离子，引起晶粒间的破坏，造成铅阳极被氯离子严重腐蚀。

目前有一种惰性二氧化铅阳极，此电极的制备，通常选用钛为基体材料，通过基体表面粗化处理、涂镀底层、α-PbO₂中间层以及电镀β-PbO₂等基本过程，镀制得到PbO₂电极。其优势为(1)可在高电流密度下操作；(2)可抑制泥浆的生成；(3)可提高氧化效率；(4)良好的耐蚀性和长寿命；(5)在锌电积中，不用进行化成处理，且铅混入锌中的量减少，对氯的耐蚀性好，而且能把氯除掉，不会产生锰渣，提取锌的电流效率高。但这样电镀制得的PbO₂电极作为不溶性阳极，在使用中会出现以下问题：(1)钛板的成本高；(2)PbO₂沉积层与电极表面结合不紧密或沉积层不均匀；(3)涂镀底层的导电性差，与α-PbO₂中间层结合差，容易产生大的电压降；(4)PbO₂沉积层易剥落或腐蚀，寿命不长；(5)电流效率低,虽然PbO₂电极的电催化活性较高,但在有色金属电积应用中的电流效率不是很高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的存在的缺点，提供一种电催化活性好、电极导电性强、电积中的槽电压低、使用寿命长、能耗低的一种梯度复合二氧化铅阳极板。本发明还提供这种阳极板的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：