[发明专利]一种SiC陶瓷膜电化学反应电极及其制备方法

权利要求书

1.一种SiC陶瓷膜电化学反应电极，其特征在于，其自内而外依次包括催化剂层、碳层和碳化硅陶瓷膜基体，其中碳化硅陶瓷膜基体的空隙率大于35％，孔径为0.3-0.5μm。

2.根据权利要求1所述的SiC陶瓷膜电化学反应电极，其特征在于，所述催化剂层以催化剂和纤维素醚为主要原料经制胶、涂覆和烧结而成；其中催化剂为TiO₂与活性氧化物的混合物，TiO₂所占质量百分比为20％以上，活性氧化物为RuO₂、IrO₂、SnO₂、Ta₂O₅中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的SiC陶瓷膜电化学反应电极，其特征在于，所述碳化硅陶瓷膜基体呈圆柱管状。

4.权利要求1～3任一项所述SiC陶瓷膜电化学反应电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)碳化硅陶瓷膜基体的制备：以碳化硅粉体、硅粉、炭黑、增塑剂、润滑剂和水为主要原料，进行混合、陈腐，得碳化硅泥团；然后进行挤出成型、干燥，得碳化硅生坯；再将所得碳化硅生坯进行排胶、烧结，得碳化硅陶瓷膜基体；

2)镀碳：以聚碳硅烷、葡萄糖、纤维素醚、聚乙烯醇和水为主要原料，混合并进行搅拌处理，得聚碳硅烷胶体；然后将所得聚碳硅烷胶体采用淋釉的方式涂覆于碳化硅陶瓷膜基体的内壁，烘干；然后进行氯气刻蚀，使聚碳硅烷转变为碳，并镀于碳化硅陶瓷膜基体内壁，得到镀有碳层的碳化硅陶瓷膜基体；

3)催化剂的负载：以催化剂、纤维素醚和水为主要原料，混合并进行搅拌处理，得催化剂胶体；然后将其涂覆于镀有碳层的碳化硅陶瓷膜基体的内壁，依次进行干燥、烧结，即得所述SiC陶瓷膜电化学反应电极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅粉体、硅粉、炭黑、增塑剂、润滑剂和水的质量比为100:(7-9):(2.5-4.5):(3-7):(3-7):(14-20)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述烧结工艺包括：在保护气氛下，首先以10-12℃/min的速度，升温至1600-1620℃，保温2-2.5h，再以5-8℃/min的速度，升温至2100-2150℃，保温1-1.5h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚碳硅烷、葡萄糖、纤维素醚、聚乙烯醇、水的质量比为100:(20～25):(0.03～0.08):(3～5):(35～40)。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氯气刻蚀工艺包括：首先在保护气氛系，以10-12℃/min的速度升温至1150-1200℃保温1-1.5h，再降温至1000-1050℃，并以30-35mL/min的速度通入氯气，反应1.5-2h。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂、纤维素醚和水的质量比为100:(0.05-0.1):(30-40)。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述烧结工艺为以8-12℃/min的速度，升温至900-1050℃，保温1-2h。