[发明专利]一种电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法

权利要求书

1.一种电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，首先在预处理好的钛基材表面利用电弧热喷涂制备出(Ti+Zr)N中间层，而后在(Ti+Zr)N中间层上表面利用阳极复合电沉积制备WC复合的锰钼氧化物活性表层，最终得到Ti/(Ti+Zr)N/(Mn_1-xMo_x)O_2+x-WC形稳涂层阳极，其中x为摩尔数，其值取0.1～0.2。

2.根据权利要求1所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述钛基材的预处理是碱洗除油、草酸刻蚀和喷砂处理，使得表面形成凹凸不平的麻面层，呈灰色，失去金属光泽，获得无油污和氧化皮的洁净表面。

3.根据权利要求1所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述电弧热喷涂采用两丝同送方式，所选取的喷涂丝材，一根为纯锆丝，另一根为纯钛丝，在大气环境中喷涂丝材穿过喷涂喷嘴中心，设定喷涂功率30-40kW，电弧电压5-35V，喷涂距离100-250mm，压缩空气压力0.3-1.0MPa，喷涂过程中借助高温高速焰流，通过喷涂丝材与空气中氮气、氧气反应形成(Ti+Zr)N中间层。

4.根据权利要求3所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，在制备中间层前首先对预处理后的钛基材进行电弧喷涂预热，温度控制为70-150℃。

5.根据权利要求1或3或4所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述(Ti+Zr)N中间层厚度为30-200μm。

6.根据权利要求1所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述复合电沉积制备WC复合的锰钼氧化物活性表层，是是以Ti/(Ti+Zr)N为阳极，两块等面积的不锈钢板为阴极，置于含MnSO₄、Na₂MoO₄、纳米级WC微粒及H₂SO₄的混合溶液中进行电沉积制备。

7.根据权利要求1所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述混合溶液中MnSO₄浓度为0.2-0.3mol/L，Na₂MoO₄浓度为0.02-0.04mol/L，纳米级WC颗粒添加量为5-30g/L，用H₂SO₄调节溶液pH至0.5，电沉积温度为70-90℃，电沉积时间为20-60min，电流密度为400-800A·m^-2。

8.根据权利要求6或7所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，完成沉积后，将所制备的阳极用蒸馏水冲洗干净，热风吹干，得到表面致密、均匀的Ti/(Ti+Zr)N/(Mn_1-xMo_x)O_2+x-WC形稳阳极材料。

9.根据权利要求6所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，在将阳极和阴极置于混合溶液之前，将阳极除油洁净，并经10-20％HNO₃溶液中浸蚀2-3min。

10.根据权利要求6所述电解海水制氢用低成本钛基二氧化锰复合阳极制备方法，其特征在于，所述电沉积制备过程中保持对混合溶液进行机械搅拌，确保WC颗粒悬浮，搅拌速率控制在200-600rpm。