[发明专利]自凝胶金属氧化物粒子涂层及其制备和应用

说明书

本发明提供了自凝胶金属氧化物粒子涂层，为分子式(RuO₂)_x(IrO₂)_y(SnO₂)_z(TiO₂)_m的混合金属氧化物。现有阳极板多采用钛阳极板，为提高阳极板的电解效率，多在阳极板表面涂覆涂层，在起到催化作用的同时，也可以利用涂层表面的裂隙增加阳极板的比表面积，提高阳极板与水的接触面，进而提升电解效率。传统钛阳极涂层在制备时，会形成表面布有龟裂的涂层，但涂层外表面过于平整，导致比表面积小，与溶解接触面积有限，造成电解效率较低。本发明相对于现有技术，利用Ru、Ir、Sn、Ti形成混合金属氧化物，具有优异的导电性和电催化活性，提高电解效率。同时，本发明自凝胶金属氧化物粒子涂层因采用Ru、Ir、Sn、Ti，使涂层表面具有“泥裂”结构，比表面积大，电解效率高。

技术领域

本发明涉及金属氧化物粒子涂层，特别是涉及自凝胶金属氧化物粒子涂层及其制备方法和应用。

背景技术

在进行电解氧化还原工艺时，需要采用阳极板结构与水溶解接触，利用阳极板对水溶液进行导电电解过程。现有阳极板多采用钛阳极板，为提高阳极板的电解效率，多在阳极板表面涂覆涂层，在起到催化作用的同时，也可以利用涂层表面的裂隙增加阳极板的比表面积，提高阳极板与水的接触面，进而提升电解效率。传统的钛阳极涂层在制备时，虽会形成表面布有龟裂的涂层，但涂层的外表面过于平整(见图4-6)，导致比表面积较小，与溶解接触的面积有限，造成电解效率较低。

发明内容

本发明提供了自凝胶金属氧化物粒子涂层及其制备方法，以增加涂层的比表面积，从而提高电解效率。

本发明提供了自凝胶金属氧化物粒子涂层，为分子式(RuO₂)_x(IrO₂)_y(SnO₂)_z(TiO₂)_m的混合金属氧化物。

本发明还提供一种用于生产自凝胶金属氧化物粒子涂层的涂液，所述涂液由下列摩尔比的原料组成：由15-30摩尔份的含Sn化合物，15-35摩尔份的含Ru化合物，0-20摩尔份的含Ir化合物，15-60摩尔份的含Ti化合物组成。

进一步地，所述含Ti化合物为含Ti的有机化合物，所述含Ti的有机化合物可选为钛酸四丁酯或异丙基钛中的一种或两种。

进一步地，所述含Sn化合物、含Ru化合物、含Ir化合物均可选为无机盐水合物或有机盐水合物。

更进一步地，所述含Sn化合物为SnCl₄·5H₂O，所述含Ru化合物为RuCl₃·3H₂O，所述含Ir化合物为H₂CI₆·6H₂O。

本发明还提供一种用于生产自凝胶金属氧化物粒子涂层的涂液制备方法，包括步骤如下：

1)取钛化合物溶液，在100-150rpm的速度下搅拌10-15min；

2)将含Ru化合物加入步骤1所得溶液中，并以100-150rpm的速度搅拌15-20min；

3)将含Sn化合物加入步骤2所得溶液中，并以20rpm的速度搅拌15-20min；

4)将含Ir化合物加入步骤3所得溶液中，以100-150rpm的速度振荡搅拌2.5-4h。

进一步地，所述钛化合物溶液为含钛化合物与脂肪醇以1:2-1:4的重量比制成，所述脂肪醇可选为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种或多种。

进一步地，所述步骤3具体为：