[发明专利]一种DSA电极及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种DSA电极及其制备方法与应用。本发明的DSA电极的组成包括钛基底和包覆钛基底的金属氧化物涂层，金属氧化物涂层由原位生长在钛基底表面的金属氧化物纳米片构成，金属氧化物纳米片由二氧化锡与五氧化二锑、二氧化钌和二氧化锰中的至少一种组成。本发明的DSA电极的制备方法包括以下步骤：1)配制有机酸溶液；2)配制前驱体溶液；3)将钛片加入前驱体溶液，进行水热反应或溶剂热反应，再取出钛片进行煅烧，即得DSA电极。本发明的DSA电极具有较高的析氧电位、较小的阻抗、较大的电化学活性面积和较好的电催化性能，且其制备过程简单、生产成本低，可以用在工业有机废水处理、氯碱工业、冶金等领域。

技术领域

本发明涉及DSA电极技术领域，具体涉及一种基于多金属掺杂二氧化锡的DSA电极及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业的高速发展，工业有机废水的产生量越来越大，这些废水色度高、成分复杂，具有较大的生物毒性、诱变性和致癌性，如果直接排放到生态系统中会对地球上的生物造成严重威胁。治理工业有机废水势在必行，是实现经济和社会可持续发展的重中之重。常见的治理工业有机废水的方法包括凝结-絮凝法、吸附法、萃取法、化学氧化法、电催化氧化法、光催化氧化法、光电催化氧化法、膜分离法等。电催化氧化法具有操作简便、高效快速、能耗低等优势，近年来备受关注。

尺寸稳定阳极(DSA电极)是冶金、电镀、氯碱工业、废水处理等领域广泛使用的阳极，其具有良好的稳定性和催化活性。目前，常见的DSA电极主要包括以下几种：Ti/RuO₂电极、Ti/IrO₂电极、Ti/MnO₂电极、Ti/SnO₂电极和Ti/PbO₂电极。Ti/RuO₂电极和Ti/IrO₂电极的生产成本较高，析氧电位过低，对有机物的降解能力较差，无法满足实际应用需要。Ti/MnO₂电极、Ti/SnO₂电极和Ti/PbO₂电极的生产成本较低、析氧电位较高，且具有出色的催化性能，但电极表面涂层不够致密，容易脱落，导致电极的使用寿命较短。可见，现有的DSA电极均难以完全满足实际应用需求。而且，目前普遍使用的是热沉积法来制备DSA电极，制备过程中需要反复涂刷金属盐涂层并加热氧化，通常需要10次以上的循环处理，工艺复杂繁琐，耗时长，人力成本很高，且得到的电极产品表面存在较多的裂纹，稳定性差。

因此，亟需开发一种稳定性高、电催化活性好、制备工艺简单的DSA电极。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DSA电极及其制备方法与应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种DSA电极，其组成包括钛基底和包覆钛基底的金属氧化物涂层，金属氧化物涂层由原位生长在钛基底表面的金属氧化物纳米片构成，金属氧化物纳米片由二氧化锡与五氧化二锑、二氧化钌和二氧化锰中的至少一种组成。

优选的，一种DSA电极，其组成包括钛基底和包覆钛基底的金属氧化物涂层，金属氧化物涂层由原位生长在钛基底表面的金属氧化物纳米片构成，金属氧化物纳米片由二氧化锡和五氧化二锑组成。

优选的，所述金属氧化物涂层的厚度为0.5mm～1.5mm。

优选的，所述金属氧化物纳米片的直径为50nm～1200nm，厚度为50nm～300nm。

优选的，所述金属氧化物纳米片聚集成直径1μm～3μm的球形结构。

上述DSA电极的制备方法包括以下步骤：

1)将有机酸分散在溶剂中，得到有机酸溶液；

2)将可溶性锡盐加入有机酸溶液，再将可溶性锑盐、可溶性钌盐和可溶性锰盐中的至少一种加入有机酸溶液，进行混合，得到前驱体溶液；