[发明专利]一种钛基亚氧化钛电极的制备方法

说明书

一种钛基亚氧化钛电极的制备方法，所述方法采用溅射法在钛基底上制备二氧化钛层，再将二氧化钛层还原为亚氧化钛层，制得亚氧化钛电极；所述方法步骤如下：（1）钛片的表面清洁；（2）钛基TiO₂层电极的制备；（3）钛基Ti₄O₇层电极的制备。本发明方法制备Ti₄O₇层电极的工艺步骤简单，易于实现；制备的Ti₄O₇层的均匀性较好，通过调节工艺参数控制制备工艺，工艺稳定性较高，工艺重复性好。通过降解模拟有机废水，测试制备的钛基亚氧化钛电极的电化学氧化活性，测试结果表明，制备的钛基亚氧化钛电极具有较高的电化学氧化活性。

技术领域

本发明涉及一种钛基亚氧化钛电极的制备方法，属电化学技术领域。

背景技术

印染行业和造纸行业污水中含有大量有机物，这些有机物在自然条件下难以降解，有机污水的直接排放会严重破坏生态环境。有机污水的处理需要将有机物转化为无机物或易降解物，高效降解有机物是有机污水处理的发展趋势。

电化学氧化法是一种处理有机污水的方法，其是通过将有机物在阳极表面氧化分解达到降解有机物的目的，电化学氧化法降解有机物的效率与阳极材料有关，合适的阳极材料具有高的降解效率。亚氧化钛Ti₄O₇是一种电化学氧化阳极材料，其具有较高的电导率和较高的析氧电位，这使得Ti₄O₇电极的电化学氧化活性和有机物降解效率较高。此外，Ti₄O₇电极具有较高的耐腐蚀性，这使得Ti₄O₇电极的使用寿命较长。因此，Ti₄O₇电极是一种较理想的电化学氧化阳极材料。

在制备Ti₄O₇电极过程中，常规方法是先制备TiO₂粉体，然后将TiO₂粉体还原为Ti₄O₇粉体，再将Ti₄O₇粉体制成Ti₄O₇电极。

现有技术制备Ti₄O₇电极的工艺步骤较多，均匀性较差，且工艺难控制，工艺稳定性较低。

发明内容

本发明的目的是，针对常规方法制备Ti₄O₇电极工艺存在的问题，本发明公开一种钛基亚氧化钛电极的制备方法。

本发明实现的技术方案如下, 一种钛基亚氧化钛电极的制备方法，所述方法采用直流溅射法在钛基底上制备二氧化钛层，再将二氧化钛层还原为亚氧化钛层，制得亚氧化钛电极。

一种钛基亚氧化钛电极的制备方法，步骤如下：

（1）钛片的表面清洁：将钛片裁剪后，在砂纸上打磨15min，去除钛片表面的脏物和氧化物；后将钛片放入乙醇中超声清洗30min，然后将钛片在60℃，真空干燥2h；

（2）钛基TiO₂层电极的制备：采用气相法在钛片表面制备TiO₂层；将清洗后的钛片放在气相法装置的阳极上，阴极为纯钛；利用机械真空泵抽真空至5Pa，后通过分子泵抽真空至10^-4Pa；后加热阳极钛片至340-360℃，向装置中通入氩气，开启电源清洗阴极纯钛15min，去除阴极纯钛表面氧化物；后向装置中通入氧气，在合适的氧气与氩气流量比范围、气压范围和功率范围条件下，制备2.5-3.5 h，在阳极钛片表面制得TiO₂层；