[发明专利]一种钛基涂层钛阳极的制备方法

说明书

本发明属于电化学领域，涉及一种钛基涂层钛阳极的制备方法，包括：对钛基体进行喷砂处理；对喷砂后的钛基体进行酸预处理，去除表面镶嵌的杂质；将处理后的钛基体放入酸液中进行酸刻蚀处理；利用超声波对酸刻蚀后的钛基体进行清洗并烘干备用；通过热分解法在处理好的钛基体上制备氧化物底层；通过电沉积法在钛基体上制备含有铱钽贵金属氧化物的活性层；对电沉积有铱钽贵金属的钛阳极放入马弗炉中高温焙烧，完成涂层钛阳极的制备。该方法制备的铱钽氧化物涂层，在纯钛表面生长均匀，纯钛基底和氧化物活性层之间结合力大，附着性良好，用作电极时电化学稳定性良好；且制备工艺简单，时间成本低，只需几分钟或者几十分钟就可完成从溶液到材料的制备。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及一种钛基涂层钛阳极的制备方法。

背景技术

钛阳极是钛基金属氧化物涂层中的阳极，它是以阀型金属钛为基 体，其表面涂覆贵金属元素的氧化物(钌铱钽等金属氧化物)的新型 不溶性电极。根据其表面催化涂层不同可以分为析氧阳极和析氯阳极 两种。其中，IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极具有极化小、消耗率极低，高电导率， 极距变化小，耐腐蚀性强，机械强度和加工性能好，寿命长，且具有 优异的电催化活性等优点，被广泛应用于电解铜箔、电镀、湿法冶金 和污水处理等领域。

通常，IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极的传统制备方法有浸渍热分解法和溶胶 凝胶法两种。热分解法是将金属氯化物溶解在合适的溶剂中形成前驱 体溶液并涂覆在纯Ti集体上，在一定温度下氧化焙烧形成贵金属氧 化物电极。为了获得实际的使用效果，往往需要多次“涂刷-干燥-烧 结”，只有涂层达到一定厚度才能满足实际的使用寿命要求，因而贵 金属用量大，成本高。同时有研究人员指出，通过热分解法制备的 IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极在焙烧和热分解过程中表面有会形成大量泥裂，这 会严重影响电极的使用寿命。其次，纯钛基底在通过喷砂处理之后表 面会形成大量凹坑，在涂覆贵金属氧化物之后积料严重，涂层厚度不 均匀，使得涂层在使用过程中容易脱落，也会影响电极寿命。因此， 开发短流程、高效廉洁的IrO₂-Ta₂O₅/Ti阳极的制备方法对相关使用领 域具有极大的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种钛基涂层 钛阳极的制备方法，可应用于电解铜箔、电镀、湿法冶金和污水处理 等领域，具有优异的电化学性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种钛基涂层钛阳极的制备方法，具体包括如下步骤：

1)对钛基体进行喷砂处理；

2)对喷砂后的钛基体进行酸预处理，去除表面镶嵌的杂质；

3)将步骤2)处理后的钛基体放入酸液中进行酸刻蚀处理；

4)利用超声波对酸刻蚀后的钛基体进行清洗并烘干备用；

5)通过热分解法在步骤4)处理好的钛基体上制备氧化物底层；

6)通过电沉积法在步骤5)的钛基体上制备含有铱钽贵金属氧 化物的活性层；

7)对电沉积有铱钽贵金属的钛阳极放入马弗炉中高温焙烧，完 成涂层钛阳极的制备。

进一步，所述步骤5)通过热分解法在步骤4)处理好的钛基体 上制备氧化物底层，具体包括如下步骤：

将含有锡、锑、锰、钛、钽、铱、钌元素中的一种或多种元素的 氯化盐、硝酸盐或乙酸盐溶于溶剂中得到涂覆溶液，将所述涂覆溶液 涂刷在步骤4)处理好的钛基体上，在100～600℃下高温焙烧1～200 min，得到氧化物底层。