[发明专利]具有电化学氧化活性的环管状亚氧化钛膜电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有电化学氧化活性的环管状亚氧化钛膜电极及其制备方法，该电极为环管状结构，其壁厚为2～8mm，孔隙率为50％～85％，比表面积3～7m²g^‑1，具有电活性的比表面积占到该电极总比表面积的2～8％，内外电活性比表面积之比为0.2～0.6，电活性层厚度为100～700μm；该电极的主要成分为Ti_nO_2n‑1，其中3nO_2n‑1与掺杂金属元素的质量比为100:1～500:1。该膜电极，具有孔隙率高、电活性比表面积大，电化学氧化活性高、化学性质稳定等优点；且能用简单易行的工艺制备。该电极材料能够作为阳极，实现膜分离与电化学氧化工艺复合，解决了电化学氧化工艺中由于传质限制而处理效率不高的问题。

主权项

1.一种具有电化学氧化活性的环管状亚氧化钛膜电极，作为阳极用于废水处理中，采用flow‑through模式运行，其特征在于，该电极为环管状结构，其壁厚为2～8mm，孔隙率为50％～85％，比表面积3～7m²g^‑1，具有电活性的比表面积占到该电极总比表面积的2～8％，内外电活性比表面积之比为0.2～0.6，电活性层厚度为100～700μm；该电极的主要成分为Ti_nO_2n‑1，其中n为3<n<10范围的整数；次要成分为掺杂金属元素，Ti_nO_2n‑1与掺杂金属元素的质量比为100:1～500:1；所述掺杂金属元素采用贵金属和非贵金属氧化物中的一种或几种；其中所述环管状亚氧化钛膜电极采用如下步骤制备：在高温环境下用氢气还原二氧化钛制得亚氧化钛，将制得的所述亚氧化钛与金属元素掺杂、添加粘结剂进行调浆、糊状物放入模具挤压成型后进行真空干燥和高温焙烧，即制得膜电极；所述制备亚氧化钛步骤中，高温环境的温度为800～1200℃，氢气流量为50～500mLmin^‑1，还原时间为2～6h；所述高温焙烧的环境为N₂环境，采取程序升温，最终焙烧温度为900～1300℃，保温3～7h；所述亚氧化钛与金属元素掺杂步骤中，金属元素为贵金属与非贵金属氧化物中的一种或多种；亚氧化钛与金属元素的质量比为100:1～500:1。