[发明专利]一种亚氧化钛多维涂层电极及其制备方法

说明书

本发明属于电化学领域，具体涉及一种亚氧化钛多维涂层钛电极，包括钛基体和金属氧化物，所述金属氧化物附着在所述钛基体上。其制备方法为：S1、钛基体处理：将钛基体进行处理，使其表面形成麻面，并去除附着物；S2、制备涂液：硝酸盐或/和金属氯化物、或/和钛酸丁酯投入有机溶液中，溶解，得涂液A；将亚氧化钛加入涂液A中，得涂液B；S3、一次刷涂：将涂液B均匀地涂覆在钛基体表面，然后将钛基体在80～150℃的条件下烘烤10～90min，再在350～550℃条件下煅烧30～120min，冷却；涂液B涂覆在钛基体上的量为10～40mL/m²；S4、重复刷涂：重复步骤S3，重复10～30次，即得。本发明所得的钛电极具有化学稳定性及导电性能好、析氧过电位高的优点。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种亚氧化钛多维涂层电极及其制备方法。

背景技术

亚氧化钛由于其高导电性和强耐腐蚀性而被认为是在电化学应用中最具潜力的电极材料，另外，亚氧化钛也被认为是低成本的材料，因为其是由地球上最丰富的原料之一的TiO₂制得。尽管亚氧化钛的导电性随n值的变化而变化，但是它和碳棒的导电性的是一个数量级的，且在所有的亚氧化钛材料中，Ti₄O₇的导电性最高，与石墨相比，其导电率为1500s/cm。

亚氧化钛材料具有的高导电性、高电化学稳定性及优越的抗腐蚀性等优势使其可以运用于多种电化学工艺中，并实现了高效低耗的电化学氧化水处理技术，且为制备出高效低耗、使用寿命长久的电极材料开拓了更为广阔的发展空间，具有非常可观的发展前景。

授权公告日为2018年8月17日，授权公告号为CN106448795B的中国发明专利，公开了一种亚氧化钛-金属复合导电材料，由亚氧化钛和金属M组成，化学式为Ti_nO_2n-1-M，该化学式中，n＝1、3、4、5、6、7、8或9，M为Co、Ni、Al、Cu、Pb、Ti、Fe、Zr、Mg、Ag、Zn、Cr、Mo、V、Mn、Nb、Ta中的至少一种，或M为Cu、Pb、Zr、Ag、Mo、Mn、Nb、Ta中的至少一种，所述亚氧化钛的质量百分数为40％～99.5％，金属M的质量百分数为0.5％～60％。所述亚氧化钛-金属复合导电材料的第一种方法采用放电等离子烧结或热压烧结，第二种方法采用真空烧结或低压烧结。该发明可以改善所制备的导电材料的韧性和后期加工性。

申请公布日为2017年3月22日，申请公布号为CN106532003A的中国发明专利申请，其公开了一种亚氧化钛包覆改性钛酸锂复合材料及其制备方法，所述亚氧化钛改性钛酸锂复合材料的化学式

Li₄Ti₅O₁₂/Ti₄O₇。该发明技术方案采用具有良好导电性和耐腐蚀的亚氧化钛作为包覆层对钛酸锂进行改性，钛酸锂表而包覆一层亚氧化钛膜，有效提高钛酸锂导电性、抑制电解液对钛酸锂材料的腐蚀，改善其倍率性能及循环性能。

上述公开的两篇专利所得的电极材料具有导电性好的特点，但是其化学稳定性和析氧过电位较差。

发明内容

本发明一方面要解决的技术问题是提供一种具有化学稳定性及导电性能好、析氧过电位高的亚氧化钛多维涂层电极。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种亚氧化钛多维涂层电极，包括钛基体和金属氧化物，所述金属氧化物附着在所述钛基体上，所述钛基体内设置有气体导入空腔，所述钛基体上设置有接线极耳和进气通道，所述进气通道与所述气体导入空腔连接通。

在本发明提供的亚氧化钛多维涂层电极中，优选地，所述金属氧化物为氧化钛、氧化钌、氧化钛、氧化铱、氧化钽、氧化锡、氧化锑、氧化镧、氧化铅和氧化锰中的一种或多种，所述金属氧化物由相应的金属氯化物或硝酸盐烧结分解生成。