一种钛基二氧化铅阳极的制备方法技术

一种钛基二氧化铅阳极的制备方法，包括以下步骤：对钛基基体进行预处理；将四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中，并涂覆于钛板基体表面，烘干并焙烧后，得到带有锡锑氧化物底层的电极；以带有锡锑氧化物底层的电极作为阳极，钛板为阴极，在溶解有PbO的氢氧化钠镀液中电沉积α‑PbO2中间层；将钛板为阳极，钛板为阴极，电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β‑PbO2活性层，获得所述钛基二氧化铅阳极。本制备方法所制备极板表面均匀致密、使用寿命长；电化学氧化性能高；处理成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钛基二氧化铅阳极的制备方法
本专利技术涉及工业废水电催化氧化处理
，尤其是涉及一种电催化氧化过程中的二氧化铈和饵共掺杂的钛基二氧化铅阳极的制备方法。
技术介绍
随着现代工业的迅速发展，全球经济得到了突飞猛进的增长，这在给人们生活带来方便的同时也产生了大量含有有毒、有害、难降解污染物的工业废水，工业废水若不经处理直接进入水体，必将对环境造成严重的污染和破坏，进而危害人类健康。因此，工业废水的处理迫切而不容忽视。工业废水传统的处理方法包括生化法、物理法、化学法等，这些方法都有反应条件苛刻、二次污染等缺点，很难真正达到降解污染物的目的。电催化氧化法是基于传统氧化法上的一种适合处理难降解污染物的高级氧化法，具有高效、处理条件温和、环境兼容性好等优点。二氧化铅具有析氧电位高、稳定性好、导电性好、耐腐蚀、价格低廉等优点，很早就有人将其作为阳极应用于工业生产中。随着对二氧化铅电极的不断深入研究，为解决无基体二氧化铅电极存在的电极畸变大、机械加工等诸多问题，钛基二氧化铅电极得到了广泛应用。钛基二氧化铅电极具有导电性能好、易于加工、钛材热膨胀系数与二氧化铅接近等优点，但在使用过程中还是存在电流效率低和涂层易“钝化”使用寿命短的缺点。因此，通过在镀液中掺入少量添加剂的方法提高电极性能被广泛研究。相关专利CN102280626A公开了一种复合二氧化铅电极板及其制造方法，此法虽然以钛为基板，依次有过渡层、α-PbO2中间层、β-PbO2活性层，但只在起防钝化作用过渡层中添加了Pt、Ta、Ir等元素，而对极板性能起关键作用的活性层未有改进，因此制备的极板β-PbO2活性层在电极密度、导电性能、催化性能方面不是很理想。相关专利CN103014800A公开了一种铈掺杂的石墨基二氧化铅催化电极的制备方法，此方法以石墨为基体，虽在石墨基表面依次镀有α-PbO2中间层和掺杂铈的β-PbO2活性层，但此方法以Ce3+作为掺杂物，相较于CeO2，Ce3+掺杂制备的β-PbO2活性层表面比较粗糙、晶粒孔隙较大，所以其在耐蚀性和使用寿命上存在缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种掺二氧化铈和铒共修饰的钛基二氧化铅阳极的制备方法,通过该方法制备而成的二氧化铅极板具有氧化活性高、导电性能强、电极寿命长等优点，能有效去除工业废水中的难降解有机污染物。采用的技术方法是：一种钛基二氧化铅阳极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)对钛基基体进行预处理，以去掉基体表面杂质并获得处理性能良好的表面；2)将四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中，并涂覆于钛板基体表面，在120℃下烘干10-15min后再焙烧5-20min，反复8-10次，最后焙烧1.0-2.0h，得到带有锡锑氧化物底层的电极；3)以带有锡锑氧化物底层的电极作为阳极，钛板为阴极，在溶解有PbO的氢氧化钠镀液中电沉积α-PbO2中间层；4)将步骤(3)制备的钛板为阳极，钛板为阴极，在掺杂二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅溶液中，含有二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅镀液的组成为Pb(NO3)2、HNO3、NaF、CeO2及Er(NO3)3，电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β-PbO2活性层，获得所述钛基二氧化铅阳极。为获得灰麻面表面，本方法步骤1)中对钛基基体进行的预处理包括打磨、和去污和括酸刻蚀处理。本专利技术步骤2)中合适焙烧温度为500℃。所述步骤2)中四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中制得的溶液中，其四氯化锡和三氯化锑涂覆液的组成为500mmol/L的SnCl4·5H2O、60mmol/L的SbCl3，异丙醇与浓盐酸的体积比为20:1-20:10。步骤3)中PbO氢氧化钠镀液组成为0.10mol/LPbO及140g/L氢氧化钠。步骤3)中电沉积α-PbO2中间层的沉积时间为0.5-1.0h，沉积温度为35-45℃，电沉积的电流密度为20mA/cm2，电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌，极板间距1.5-5cm。步骤4)中酸性含氟铅镀液的组成为0.5mol/L的Pb(NO3)2、0.15mol/L的HNO3、0.012mol/L的NaF、1.8g/L的CeO2及0.05g/L的Er(NO3)3。步骤4)中所述电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β-PbO2活性层的电沉积时间为1.0-2.0h，沉积温度为35-5045℃，电沉积电流密度为35-45mA/cm2，电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌，极板间距1.5-5cm。本专利技术的有益效果在于：1)所制备极板表面均匀致密、使用寿命长。掺杂二氧化铈和铒能阻碍二氧化铅晶体的连续生长，细化晶粒，从而提高电极的使用寿命。2)电化学氧化性能高。二氧化铈和铒的掺杂能使电极表面活性位点增多，从而使其电化学氧化降解能力增大。3)处理成本低，易于推广应用。该方法制备的二氧化铅阳极导电性能强、COD等去除效率高、反应条件温和，这大大降低了电费、药剂等运行费用。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行说明。本专利技术公开了一种钛基二氧化铅阳极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1)对钛基基体进行预处理，以去掉基体表面杂质并获得处理性能良好的表面，该表面预处理预处理包括打磨、去污以及酸刻蚀处理，酸蚀刻可获得麻面。2)将四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中，并涂覆于钛板基体表面，在120℃下烘干10-15min后再焙烧5-20min，反复8-10次，最后焙烧1.0-2.0h，得到带有锡锑氧化物底层的电极，四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中制得的溶液中，其四氯化锡和三氯化锑涂覆液的组成为500mmol/L的SnCl4·5H2O、60mmol/L的SbCl3，异丙醇与浓盐酸的体积比为20:1-20:10。步骤2)中焙烧温度优选为500℃。3)以带有锡锑氧化物底层的电极作为阳极，钛板为阴极，在溶解有PbO的氢氧化钠镀液中电沉积α-PbO2中间层，PbO氢氧化钠镀液组成为0.10mol/LPbO及140g/L氢氧化钠。电沉积α-PbO2中间层的沉积时间为0.5-1.0h，沉积温度为35-45℃，电沉积的电流密度为20mA/cm2，电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌，极板间距1.5-5cm。4)将步骤(3)制备的钛板为阳极，钛板为阴极，在掺杂二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅溶液中，含有二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅镀液的组成为Pb(NO3)2、HNO3、NaF、CeO2及Er(NO3)3，电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β-PbO2活性层，获得所述钛基二氧化铅阳极。酸性含氟铅镀液的组成为0.5mol/L的Pb(NO3)2、0.15mol/L的HNO3、0.012mol/L的NaF、1.8g/L的CeO2及0.05g/L的Er(NO3)3。电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β-PbO2活性层的电沉积时间为1.0-2.0h，沉积温度为35-50℃，电沉积电流密度为35-45mA/cm2，电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌，极板间距1.5-5cm。实施例1：一种掺二氧化铈和饵共修饰的钛基二氧化铅阳极，制备方法如下：将10*10cm*3mm钛网板用砂纸打磨后清水冲洗，然后再40％氢氧化钠溶液中80℃加热除油2h，清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛基二氧化铅阳极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)对钛基基体进行预处理，以去掉基体表面杂质并获得处理性能良好的表面；2)将四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中，并涂覆于钛板基体表面，在120℃下烘干10‑15min后再焙烧5‑20min，反复8‑10次，最后焙烧1.0‑2.0h，得到带有锡锑氧化物底层的电极；3)以带有锡锑氧化物底层的电极作为阳极，钛板为阴极，在溶解有PbO的氢氧化钠镀液中电沉积α‑PbO2中间层；4)将步骤(3)制备的钛板为阳极，钛板为阴极，在掺杂二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅溶液中，含有二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅镀液的组成为Pb(NO3)2、HNO3、NaF、CeO2及Er(NO3)3，电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β‑PbO2活性层，获得所述钛基二氧化铅阳极。

【技术特征摘要】
1.一种钛基二氧化铅阳极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)对钛基基体进行预处理，以去掉基体表面杂质并获得处理性能良好的表面；2)将四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸的异丙醇中，并涂覆于钛板基体表面，在120℃下烘干10-15min后再焙烧5-20min，反复8-10次，最后焙烧1.0-2.0h，得到带有锡锑氧化物底层的电极；3)以带有锡锑氧化物底层的电极作为阳极，钛板为阴极，在溶解有PbO的氢氧化钠镀液中电沉积α-PbO2中间层；4)将步骤(3)制备的钛板为阳极，钛板为阴极，在掺杂二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅溶液中，含有二氧化铈和硝酸饵的酸性含氟铅镀液的组成为Pb(NO3)2、HNO3、NaF、CeO2及Er(NO3)3，电沉积制得含二氧化铈、饵、氟的改性β-PbO2活性层，获得所述钛基二氧化铅阳极。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中对钛基基体进行的预处理包括打磨和去污。3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述预处理还包括酸刻蚀处理。4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中焙烧温度为500℃。5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中四氯化锡和三氯化锑溶解于含有盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：代春龙，邹宗海，魏明勇，
申请(专利权)人：山东龙安泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37