[发明专利]一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用，包括以下步骤：将锡盐与铯盐或锡盐与锑盐溶解在有机溶剂A中得到前驱体溶液；将前驱体溶液滴在钛基体材料上，经干燥后烧结得到附着在钛基体材料上的Cs₂O‑SnO₂或Sb₂O₃‑SnO₂中间层，制成Ti/Cs₂O‑SnO₂或Ti/Sb₂O₃‑SnO₂电极；在酸性溶液中对Ti/Cs₂O‑SnO₂或Ti/Sb₂O₃‑SnO₂电极进行电沉积β‑PbO₂外层，得到中间层改性钛基氧化铅电极。本发明的Cs₂O‑SnO₂中间层所用原料廉价稳定，能很好地覆盖TiO₂钝化膜，且表面粗糙，保证了Cs₂O‑SnO₂中间层和外层活性层之间良好的物理结合强度，增强了活性层的沉积量和稳定性，电催化活性更高，能促生更多的活性自由基，对喹诺酮类抗生素废水具有很好的降解效果。

技术领域

本发明属于电催化技术领域，具体属于一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用。

背景技术

目前随着国内外医药行业的快速发展，抗生素废水在水体中的排放不断在增加，由于其成分、结构复杂，难降解，而且色度、化学需氧量高，具有生物毒性，含有抑菌物质等特点，传统的生物物理水处理工艺不能有效去除它们，目前关于难降解的有机物研究最多的是利用化学法处理，其中电化学氧化法是作为一种高效、无二次污染、易于操作的环境友好技术得到了非常广泛的应用。

电催化氧化法处理有机废水的关键在于阳极材料，阳极材料决定了有机物的去除效率和电流效率。现阶段，BDD电极和金属氧化物电极材料是研究的热点，但是BDD电极价格昂贵，因此越来越多的研究选择金属氧化物作为阳极材料。其中二氧化铅电极具有高催化活性、高析氧电位、成本低和易于制备等优点，但研究表明PbO₂薄膜的电化学氧化性能和稳定性受中间层影响显著，若直接在Ti基体上电沉积制备PbO₂活性层会产生TiO₂钝化膜，该钝化膜将会阻碍PbO₂的结晶成核与生长；另外，Ti基体与PbO₂活性层的内应力较大，结合力弱，会导致PbO₂从基体剥落，从而影响二氧化铅电极的稳定性、电催化活性和使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种中间层改性钛基氧化铅电极及其制备方法和应用，解决目前钛基氧化铅的制备方法中，易产生TiO₂钝化膜，而且Ti基体与PbO₂活性层的内应力较大，结合力弱，稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中间层改性钛基氧化铅电极制备方法，包括以下步骤：

将锡盐与铯盐或锡盐与锑盐溶解在有机溶剂A中得到前驱体溶液；

将前驱体溶液滴在钛基体材料上，经干燥后烧结得到附着在钛基体材料上的Cs₂O-SnO₂或Sb₂O₃-SnO₂中间层，制成Ti/Cs₂O-SnO₂或Ti/Sb₂O₃-SnO₂电极；