一种钛基锡铱氧化物电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钛基锡铱氧化物电极及其制备方法，属于电极领域。上述钛基锡铱氧化物电极的制备方法包括：对钛板依次进行打磨、除油、浸泡刻蚀，得到具有麻面的钛板层。按重量比3‑5:2‑4将SnCl

Titanium based tin iridium oxide electrode and preparation method thereof

The invention relates to a titanium base tin iridium oxide electrode and a preparation method thereof, belonging to the electrode field. Including the preparation method of the tin oxide electrode of iridium titanium plate followed by polishing, degreasing, soaking by etching, titanium plate layer has surfaced. According to the weight ratio of 3 5:2 4 SnCl

【技术实现步骤摘要】
一种钛基锡铱氧化物电极及其制备方法
本专利技术涉及电极领域，具体涉及一种钛基锡铱氧化物电极及其制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，工业废水中难降解有机化合物的数量与种类与日俱增，这些有毒有害的高浓度难生化降解有机废水一直以来制约着我国的化工、制药、印染、造纸等行业的可持续发展，也影响着国民的正常生活和身心健康。这些行业所排放的大量工业废水，具有成分复杂、种类繁多、难生化降解、化学需氧量高、有毒有害等特点，有些甚至还是致畸、致癌、致突变的“三致”污染物，若不进行有效的控制和处理，必将对环境造成十分严重的污染和破坏，对我国的经济发展和国民的正常生活造成不可估量的损失。开展这类工业废水的综合治理，已成为当代环保科研工作者亟待解决的问题之一。20世纪60年代初，随着传质理论、材料科学以及电力工业的迅速发展，电化学高级氧化技术逐渐引起了人们的注意。电化学技术以其特有的电催化功能、良好的处理效果和较好的兼容性，在水处理领域呈现出良好的应用前景。阳极在电化学氧化技术中处于至关重要的地位，将高效的电化学氧化技术成功运用到水处理领域，尤其是含盐有机废水处理中，就必须改善阳极材料的优良性能。现有的金属电极在电化学氧化过程中，易发生溶出现象，导致阳极损耗，进而在溶液中引入新的杂质。即使不易溶的惰性电极(铂电极)，也存在着易于污染而导致电极失活的问题。其次，碳素电极的抗腐蚀性传统认为优于金属电极，但其电催化效率却远远落后于金属电极。金属氧化物电极是目前在环境污染物去除方面，最具有发展前景的电催化电极。相比金属电极，氧化物电极更不易被污染；相比碳素电极，氧化物电极具有更优良的电催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钛基锡铱氧化物电极，该钛基锡铱氧化物电极具有较高的电催化能力，对含盐有机废水的处理具有较佳效果。本专利技术的另一目的在于提供一种上述钛基锡铱氧化物电极的制备方法，该制备方法简单，易操作。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种钛基锡铱氧化物电极，其包括钛板层、第一涂层和第二涂层；第一涂层是镀于钛板层表面的锡铱氧化物涂层，第二涂层是镀于第一涂层的远离钛板层一侧表面的MnO2涂层。本专利技术还提出上述钛基锡铱氧化物电极的制备方法，包括以下步骤：对钛板依次进行打磨、除油、浸泡刻蚀，得到具有麻面的钛板层。按重量比3-5:2-4将SnCl4·5H2O和H2IrCl6·6H2O溶解于前驱体溶剂中，得到前驱体涂液；将前驱体涂液涂刷于钛板层的表面，得到第一涂层，该第一涂层为锡铱氧化物涂层，其中，前驱体溶剂为含有体积比为1:5-10的酸性溶液与醇溶液的混合溶液。烘干并第一次烧结第一涂层，将硝酸锰溶液涂刷于第一涂层远离钛板层一侧的表面，得到第二涂层，该第二涂层为MnO2涂层。干燥并第二次烧结第二涂层，得到钛基锡铱氧化物电极。本专利技术较佳实施例中钛基锡铱氧化物电极的制备方法的有益效果是：将SnCl4·5H2O与H2IrCl6·6H2O混合制备第一涂层，可通过其所含的Sn4+离子和Ir4+离子提高电极的导电性和电催化性能，明显优于只含有一种上述离子的电极。且本专利技术实施例中在第一涂层远离钛板层的表面镀有第二涂层，也即为MnO2涂层，不仅可进一步提高电极的电催化性能和高盐废水处理能力，还可有效提高同时含有Sn4+离子和Ir4+离子的电极的稳定性。由该制备方法制备而得的钛基锡铱氧化物电极具有较高的电催化能力，对含盐有机废水的处理具有较佳效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1提供的钛基锡铱氧化物电极的结构示意图；图2为本专利技术实施例2提供的钛基锡铱氧化物电极的结构示意图；图3为本专利技术实施例3至实施例5提供的钛基锡铱氧化物电极的结构示意图；图4为本专利技术实施例4和实施例5提供的钛基锡铱氧化物电极的第二视角下的结构示意图。图标：100-钛基锡铱氧化物电极；110-钛板层；120-涂层；121-第一涂层；123-第二涂层；124-中间层；125-第三涂层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下对本
技术实现思路
进行具体说明。本专利技术的钛基锡铱氧化物电极包括钛板层和涂层。涂层镀于钛板层的表面。其中，涂层又分为第一涂层和第二涂层。第一涂层镀于钛板层的表面，第二涂层镀于第一涂层远离钛板层的表面。制备该钛基锡铱氧化物电极过程中可按以下方法获得钛板层：取钛板作为底材，并对钛板依次进行打磨、除油和浸泡刻蚀。对比各钛板的性价比，本实施例中优选采用TA1或TA2型中的任意一种作为底材，并对其进行打磨以初步除去钛板表面的自然氧化层，减少钛基板表面的划痕，使钛基板表面呈现出银白色金属光泽。具体地，例如可采用砂纸对钛板表面进行打磨。为了避免钛板表面的残留有油污等杂质，在打磨后，可用碱性液体对钛板进行除油操作。具体地，例如可以将打磨后的钛板浸没于饱和氢氧化钠溶液中，煮沸40-50min。其原理是：氢氧化钠能与油脂发生皂化反应，生成相应的有机酸的钠盐和醇。由于温度对氢氧化钠的溶解性有较大影响，温度越高，氢氧化钠的溶解度也越大，故为了提高去油速度和程度，本实施例去油步骤是在煮沸条件下进行的。因钛板表面易氧化生成二氧化钛膜，为去除其表面的氧化层，例如可对除油后的钛板进行浸泡刻蚀处理。例如将除油后的钛板置于浸泡液中浸泡4-6h。可选地，上述浸泡液例如可以含有硝酸、盐酸、硫酸和草酸中的至少两种酸性物质。浸泡刻蚀至钛板表面为麻面，并无金属光泽，即得到具有麻面的钛板层。考虑到钛板层后期镀上涂层后的电极反应效果，优选将钛板层的厚度控制在1-2mm。较佳地，本实施例中的浸泡刻蚀例可包括第一次浸泡刻蚀，即将除油后的钛板置于40-60℃的第一浸泡液中浸泡1-2h。该第一浸泡液例如可含有体积比为1:1-1.5的硝酸和盐酸。经上述第一次浸泡刻蚀后，钛板大部分表面均形成麻面。为进一步提高麻面的形成面积，还可在第一次浸泡刻蚀后进行第二次浸泡刻蚀。优选地，将第一次浸泡刻蚀后的钛板置于80-90℃的第二浸泡液中浸泡3-4h。该第二浸泡液例如可含有体积比为1:1-3的硫酸和草酸。经采用不同浸泡液浸泡后的钛板，其形成的麻面呈多孔状，且空隙分布均匀，有利于后续制备过程中涂层与钛板层的结合。然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛基锡铱氧化物电极，其特征在于，包括钛板层、第一涂层和第二涂层；所述第一涂层是镀于所述钛板层表面的锡铱氧化物涂层，所述第二涂层是镀于所述第一涂层的远离所述钛板层一侧表面的MnO

【技术特征摘要】
1.一种钛基锡铱氧化物电极，其特征在于，包括钛板层、第一涂层和第二涂层；所述第一涂层是镀于所述钛板层表面的锡铱氧化物涂层，所述第二涂层是镀于所述第一涂层的远离所述钛板层一侧表面的MnO2涂层。2.根据权利要求1所述的钛基锡铱氧化物电极，其特征在于，所述第一涂层和所述第二涂层的厚度分别为20-25μm和40-60μm。3.一种钛基锡铱氧化物电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对钛板依次进行打磨、除油、浸泡刻蚀，得到具有麻面的钛板层；按重量比3-5:2-4将SnCl4·5H2O和H2IrCl6·6H2O溶解于前驱体溶剂中，得到前驱体涂液；将所述前驱体涂液涂刷于所述钛板层的表面，得到第一涂层，所述第一涂层为锡铱氧化物涂层；所述前驱体溶剂为含有体积比为1:5-10的酸性溶液与醇溶液的混合溶液；烘干并第一次烧结所述第一涂层，将硝酸锰溶液涂刷于所述第一涂层远离所述钛板层一侧的表面，得到第二涂层，所述第二涂层为MnO2涂层；干燥并第二次烧结所述第二涂层，得到钛基锡铱氧化物电极。4.根据权利要求3所述的钛基锡铱氧化物电极的制备方法，其特征在于，除油是将打磨后的所述钛板浸没于饱和氢氧化钠溶液煮沸40-50min。5.根据权利要求3所述的钛基锡铱氧化物电极的制备方法，其特征在于，浸泡刻蚀是将除油后的所述钛板置于浸泡液中浸泡4-6h，所述浸泡液含有硝酸、盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红梅，张莹莹，刘本志，严金龙，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32