[发明专利]二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极及其制备方法

说明书

本发明涉及一种二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极，包括钛基体及催化层，其特征在于：还包括中间层，所述的钛基体经水热合成反应后，在其表面形成二氧化钛网状结构的中间层，随后在该网状结构的中间层上通过脉冲电沉积法及程序升温退火活化法形成氧化锡锑催化层。本发明还涉及一种二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)钛基体的预处理；(2)水热法合成二氧化钛网状结构；(3)二氧化钛网状结构氢化处理；(4)脉冲电沉积法制备表面氧化锡锑涂层。本发明设计科学合理，具有稳定性强、催化层不易脱落、有效阻止钛基体腐蚀、延长电极使用寿命、电催化能力强、电极能耗低等优点。

技术领域

本发明属于环保技术及电化学领域，涉及一种电极，特别是一种新型二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极及其制备方法。

背景技术

水是构成生命的重要成分，人类的活动离不开水。尽管我国的淡水资源总量位居世界第四位，但人均水资源仅为世界平均水平的1/4。随着我国工业化水平的不断提高，越来越多的有机物被广泛应用，并且进入水体，使得本就短缺的水资源又遭受了严重污染。

目前，处理有机废水的技术主要有生物降解法、膜分离技术、物理絮凝技术、光催化氧化技术、电催化氧化技术。

电催化氧化技术处理有机废水具有催化能力强、环境相容性好、易于操作等特点。该技术的关键是阳极材料的选择。其中钦基氧化锡锑电极(Ti/SnO₂-Sb)拥有诸多优点，如制备成本低、催化活性好、析氧电位高。然而在实际的应用中，钛基氧化锡锑电极稳定性较差，表面催化层与钛基体之间的结合力较差，使得表面催化层容易脱落，造成钛基体裸露，而这一缺点也严重限制了此类电极的工业化应用。

均匀分布的二氧化钛网状结构具有较高的比表面积，较好的化学稳定性，并且其制备工艺简单。相比于溶胶凝胶法、丝网印刷法，脉冲电沉积法制备的表面催化层结构致密，没有出现裂纹，这就使得溶液向电极内部扩散受到了限制，能有效阻止钛基体的腐蚀，进而提高电极的使用时间。

因此，本发明首次提出一种新型二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极。

通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相同的公开专利文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种稳定性强、催化层不易脱落、有效阻止钛基体腐蚀、延长电极使用寿命的二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极及其制备方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极，包括钛基体及催化层，其特征在于：还包括中间层，所述的钛基体经水热合成反应后，在其表面形成二氧化钛网状结构的中间层，随后在该网状结构的中间层上通过脉冲电沉积法及程序升温退火活化法形成表面氧化锡锑涂层，该表面氧化锡锑涂层即为氧化锡锑催化层。

而且，所述二氧化钛网状结构的中间层，其表面由直径平均为5μm的网孔组成，网孔中布满了丝状纤维，各丝状纤维的平均宽度小于100nm。

一种二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)钛基体的预处理：首先使用砂纸对钛基体表面进行打磨除去表面被氧化的二氧化钛；然后用氢氧化钠溶液在高温下对钛基体碱洗除油；随后用草酸溶液在高温下对钛基体酸刻蚀；最后将处理过的基体依次使用去离子水和无水乙醇反复冲洗，并放在无水乙醇中保存；