一种纳米结构的光催化电极制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及涂层电极技术领域，其公开了一种纳米结构的光催化电极制备方法及应用。所述制备方法，包括如下步骤：(1)电极基体预处理；(2)配置金属盐溶液：将RuCl3与TiClx加溶剂混合均匀，制得RuCl3与TiClx的混合液；(3)刷涂：将混合液刷涂到所述电极基体的表面；(4)烘干氧化：电极基体刷涂后烘干氧化，以形成电极基体表面的Ru与Ti的复合氧化涂层，其中，所述烘干的温度为400～600℃。本发明专利技术提高了Ru‑Ti涂层电极的强化氧化寿命，并提高了电极的性能、对于污水处理的效果好。

Preparation and application of a nanostructured photocatalytic electrode

The invention relates to the technical field of coated electrodes, and discloses a preparation method and application of a nanostructured photocatalytic electrode. The preparation method comprises the following steps: (1) pretreatment of the electrode matrix; (2) configuration of metal salt solution: mixing RuCl3 and TiClx with solvents evenly to produce a mixture of RuCl3 and TiClx; (3) brushing: brushing the mixture onto the surface of the electrode matrix; (4) drying oxidation: drying oxidation of the electrode matrix after brushing to form a composite oxidation coating of Ru and Ti on the surface of the electrode matrix; Among them, the drying temperature is 400-600 C. The invention improves the enhanced oxidation life of Ru_Ti coated electrode, improves the performance of the electrode and has good effect on sewage treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米结构的光催化电极制备方法及应用
本专利技术涉及涂层电极
，具体涉及一种纳米结构的光催化电极制备方法及应用。
技术介绍
传统氯碱行业用的电解槽电极常使用Ti(钛)电极，为提高其性能，电极表面设置有涂层。典型的一种涂层电极，是钛电极基体上设置一层由钌氧化物与钛氧化物的混合物结合成的复合涂层电极(Ru-Ti涂层电极)。但是，传统氯碱行业用的Ru-Ti电极涂层是采用钛酸丁酯制备的，其主要缺点是：Ru-Ti涂层电极的复合涂层与钛基体之间，以及复合涂层内部之间的结合力不强，涂层表面的裂纹较多、涂层容易脱落，由此造成Ru-Ti涂层电极的涂层强化氧化寿命较短。另外，传统Ru-Ti涂层电极的涂层的比表面积较小，使得电解液与Ru-Ti涂层电极表面的微观接触面积较小，由此也降低了电极的性能、降低了对于污水处理的效果。随着行业发展及污水处理对电极提出的新的要求，迫切需要开发出一种强化氧化寿命更长、性能更好的电极。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种纳米结构的光催化电极制备方法及应用，旨在提高Ru-Ti涂层电极的强化氧化寿命，并提高电极的性能、增强对于污水处理的效果。具体的技术方案如下：一种纳米结构的光催化电极制备方法，包括如下步骤：(1)电极基体预处理；(2)配置金属盐溶液：将RuCl3与TiClx加溶剂混合均匀，制得RuCl3与TiClx的混合液；(3)刷涂：将混合液刷涂到所述电极基体的表面；(4)烘干氧化：电极基体刷涂后烘干氧化，以形成电极基体表面的Ru与Ti的复合氧化涂层，其中，所述烘干的温度为400～600℃。优选的，所述电极为纯Ti电极。其中，所述TiClx为钛的氯化物，优选为TiCl3。上述技术方案中，通过采用RuCl3与TiClx的混合溶液，对电极基体进行刷涂、烘干氧化，形成由钌氧化物与钛氧化物混合物结合成的复合涂层电极(Ru-Ti涂层电极)，该复合涂层在电子显微镜下观察显示出具有纳米结构，相对于传统采用钛酸丁酯的制备方法，具有涂层与电极基体结合力好、涂层内部结合力强的优势，由此大幅度提高了Ru-Ti涂层电极的强化氧化寿命。本专利技术中，电极基体上纳米结构的Ru-Ti涂层比表面积较大，从而增大了电解液或待处理污水与Ru-Ti涂层电极表面的微观接触面积，由此提高了电极的性能、并增强了对于污水处理的效果。优选的，所述混合液中，其RuCl3的质量百分比含量按照Ru计为10～40％，其TiClx的质量百分比含量按照Ti计为60～90％。优选的，所述复合氧化涂层中所含的Ru的质量为4-30g/m2。优选的，所述刷涂与烘干氧化分多次交替进行，且在烘干氧化工序与刷涂工序之间设置冷却工序，其中，每次刷涂量为20～30ml/m2，烘干时间为5～60min。本专利技术中，所述电极基体预处理包括抛光处理、酸洗处理和去离子水清洗处理，优选的，所述酸洗处理采用超声波酸洗处理，所述去离子水清洗处理采用超声波清洗处理。一种采用上述制备方法进行纳米结构的光催化电极制备的应用，所述制备方法用于制作高盐高浓度有机废水处理电解槽用的电极，所述电极包括电解槽阳极和电解槽阴极。一种采用上述制备方法进行纳米结构的光催化电极制备的应用，所述制备方法用于制作光催化废水处理装置用的电极。本专利技术的有益效果是：第一，本专利技术的一种纳米结构的光催化电极制备方法，上述技术方案中，通过采用RuCl3与TiClx的混合溶液，对电极基体进行刷涂、烘干氧化，形成由钌氧化物与钛氧化物的混合物结合成的复合涂层电极(Ru-Ti涂层电极)，该复合涂层在电子显微镜下观察显示出具有纳米结构，相对于传统采用钛酸丁酯的制备方法，具有涂层与电极基体结合力好、涂层内部结合力强的优势，由此大幅度提高了Ru-Ti涂层电极的强化氧化寿命。第二，本专利技术的一种纳米结构的光催化电极制备方法，电极基体上纳米结构的Ru-Ti涂层比表面积较大，从而增大了电解液或待处理污水与Ru-Ti涂层电极表面的微观接触面积，由此提高了电极的性能、并增强了对于污水处理的效果。第三，本专利技术的一种纳米结构的光催化电极制备方法用于高盐高浓度有机废水处理电解槽和光催化废水处理装置，能有效提高电解槽或光催化废水处理装置的效率和寿命。另外，电极涂层中的钛氧化物(TiO2)具有杀菌作用。附图说明图1是采用传统制备方法制得的Ru-Ti电极涂层表面的电镜图(放大倍数5000倍)；图2是是采用传统制备方法制得的Ru-Ti电极涂层表面的电镜图(放大倍数20000倍)；图3是采用本专利技术制备方法制得的Ru-Ti电极涂层表面的电镜图(放大倍数5000倍)；图4是采用本专利技术制备方法制得的Ru-Ti电极涂层表面的电镜图(放大倍数20000倍)。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1：如图1至4所示为本专利技术的一种纳米结构的光催化电极制备方法的实施例，包括如下步骤：(1)电极基体预处理；(2)配置金属盐溶液：将RuCl3与TiClx加溶剂混合均匀，制得RuCl3与TiClx的混合液；(3)刷涂：将混合液刷涂到所述电极基体的表面；(4)烘干氧化：电极基体刷涂后烘干氧化，以形成电极基体表面的Ru与Ti的复合氧化涂层，其中，所述烘干的温度为400～600℃。优选的，所述电极为纯Ti电极。其中，所述TiClx为钛的氯化物，优选为TiCl3。上述技术方案中，通过采用RuCl3与TiClx的混合溶液，对电极基体进行刷涂、烘干氧化，形成由钌氧化物与钛氧化物的混合物结合成的复合涂层电极(Ru-Ti涂层电极)，该复合涂层在电子显微镜下观察显示出具有纳米结构，相对于传统采用钛酸丁酯的制备方法，具有涂层与电极基体结合力好、涂层内部结合力强的优势，由此大幅度提高了Ru-Ti涂层电极的强化氧化寿命。本实施例中，电极基体上纳米结构的Ru-Ti涂层比表面积较大，从而增大了电解液或待处理污水与Ru-Ti涂层电极表面的微观接触面积，由此提高了电极的性能、并增强了对于污水处理的效果。优选的，所述混合液中，其RuCl3的质量百分比含量按照Ru计为10～40％，其TiClx的质量百分比含量按照Ti计为60～90％。优选的，所述复合氧化涂层中所含的Ru的质量为4-30g/m2。优选的，所述刷涂与烘干氧化分多次交替进行，且在烘干氧化工序与刷涂工序之间设置冷却工序，其中，每次刷涂量为20～30ml/m2，烘干时间为5～60min。本实施例中，所述电极基体预处理包括抛光处理、酸洗处理和去离子水清洗处理，优选的，所述酸洗处理采用超声波酸洗处理，所述去离子水清洗处理采用超声波清洗处理。实施例2：(1)采用实施例1的制备方法制备电极，其中Ru＝6g/m2，Ru与Ti的质量比为20:80。对制备的电极进行测试，测得析氯电位1.112V，强化寿命6000min。(2)采用实施例1的制备方法制备电极，其中Ru＝15g/m2，Ru与Ti的质量比为40:60。对制备的电极进行测试，测得析氯电位1.095V，强化寿命15000min。(3)传统采用钛酸丁酯的制备电极，其中Ru＝20g/m2，Ru与Ti的质量比为40:60。对制备的电极进行测试，测得析氯电位1.100V，强化寿命小于等于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米结构的光催化电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)电极基体预处理；(2)配置金属盐溶液：将RuCl3与TiClx加溶剂混合均匀，制得RuCl3与TiClx的混合液；(3)刷涂：将混合液刷涂到所述电极基体的表面；(4)烘干氧化：电极基体刷涂后烘干氧化，以形成电极基体表面的Ru与Ti的复合氧化涂层，其中，所述烘干的温度为400～600℃。

【技术特征摘要】
1.一种纳米结构的光催化电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)电极基体预处理；(2)配置金属盐溶液：将RuCl3与TiClx加溶剂混合均匀，制得RuCl3与TiClx的混合液；(3)刷涂：将混合液刷涂到所述电极基体的表面；(4)烘干氧化：电极基体刷涂后烘干氧化，以形成电极基体表面的Ru与Ti的复合氧化涂层，其中，所述烘干的温度为400～600℃。2.根据权利要求1所述的一种纳米结构的光催化电极制备方法，其特征在于，所述电极为纯Ti电极。3.根据权利要求1所述的一种纳米结构的光催化电极制备方法，其特征在于，所述TiClx为TiCl3。4.根据权利要求1所述的一种纳米结构的光催化电极制备方法，其特征在于，所述混合液中，其RuCl3的质量百分比含量按照Ru计为10～40％，其TiClx的质量百分比含量按照Ti计为60～90％。5.根据权利要求4所述的一种纳米结构的光催化电极制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡媛媛，
申请(专利权)人：江苏安凯特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32