【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学，尤其涉及一种iro2·ceo2涂层钛电极及其制备方法。
技术介绍
1、涂层钛电极是以金属钛为基体，在其表面涂覆金属氧化物涂层而制成的一种金属电极材料。通常涂层由活性成分和惰性成分构成。根据涂层中活性成分的不同，一般将电极分为ruo2基涂层钛电极、iro2基涂层钛电极。钛基涂层电极具有优异的化学稳定性和电催化活性，广泛应用于冶金、废水处理、氯碱工业和电解水等行业。
2、其中，iro2基涂层电极在酸性电解液中具有较好的化学稳定性和较高的电催化析氧活性，广泛应用于电解析氧、电镀阳极的设备制造中，现有的iro2基涂层电极中的惰性成分主要以ta2o5、sno2、tio2和ta2o5-sno2复合氧化物等为主，而贵金属铱(ir)是iro2·ta2o5涂层电极中的主要活性成分，其在涂层中的含量高低直接决定了电极催化活性的好坏。同时，ir也是电极原料成本的主要来源，工业应用中为了维持电极的高活性，ir的含量通常大于20g/m2，因此，现有的iro2基涂层钛电极的制造成本较高。在维持iro2基涂层电极性能的条件下，替代高ir含量涂层材料或减少涂层中ir的添加量，成为涂层电极行业的迫切需求。
3、专利cn1908237a中公开了一种有关稀土元素及其氧化物为电催化载体材料，以iro2为催化活性中心的钛电极，其通过采用热分解法制备高铈含量的涂层钛电极，从而得到含有iro2和ceo2的钛电极，但是依赖热分解法制备的涂层钛电极虽然在一定程度上能够提高析氧活性，但是单纯依靠调节iro2和ceo2的比例来提高钛电极
技术实现思路
1、为了解决现有技术中含有i ro2和ceo2涂层的钛电极析氧活性较低，且结构较为复杂、成本较高、制备方法困难等技术问题，本专利技术提出了一种i ro2·ceo2涂层钛电极及其制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案是，一种i ro2·ceo2涂层钛电极的制备方法，包括以下步骤：
3、1)钛基材预处理，获得表面粗糙的钛基材；
4、2)将步骤(1)中处理好的钛基材作为阴极置于可溶性铈盐溶液中，通过电解，在钛基材表面沉积一层ce(oh)3，获得ce(oh)3/t i电极；
5、3)将含i r的前驱体涂液涂刷于步骤(2)中获得的ce(oh)3/t i电极表面，然后烘干；
6、4)将步骤(3)中涂刷好i r前驱体的ce(oh)3/t i电极高温烧结，最终获得i ro2·ceo2涂层钛电极。
7、进一步地，所述步骤(1)中对钛基材的预处理方法包括：对钛基材依次进行喷砂打磨、除油、酸蚀刻，洗净后置于乙醇中保存。
8、进一步地，所述步骤(1)中，除油过程包括用丙酮超声清洗、然后用10％naoh溶液在80℃清洗1h；酸蚀刻过程包括用10％草酸在95℃浸泡2h。
9、优选地，可溶性铈盐包含氯化铈、硝酸铈和醋酸铈中的至少一种；可溶性铈盐的浓度在0.1～1.0mo l/l；电解的阴极电流密度在0.1～10ma/cm-2，电解时间1s～100min。
10、进一步地，所述步骤(3)中还包括前驱体涂液的制备步骤：将h2ircl6·6h2o溶于醇溶剂中，得到ir前驱体涂液。
11、优选地，所述醇溶剂包括乙醇、正丁醇和异丙醇中的至少一种，且h2ircl6·6h2o溶液浓度为0.05～0.4mol/l。
12、优选地，所述步骤(3)中，烘干的温度为90～120℃，烘干时间10～30min。
13、优选地，所述步骤(4)中的烧结温度为400～600℃，保温时间1～3h。
14、一种采用该制备方法得到的iro2·ceo2涂层钛电极。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本申请摒弃现有涂层材料中的复杂多元、成本较高、使用寿命短的复合惰性组分，创造性地引入一层惰性ceo2层来提升电极稳定性，通过简单电沉积和热解的方法获得高催化活性获得的iro2·ceo2涂层钛电极具有较高比例的ce3+，而高比例的ce3+更有利于提高催化剂表面吸附氧的含量，从而促进其电催化析氧反应性能，该制备方法操作简单、产品成本低，具有可观的经济效益，满足大规模商业化应用需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种IrO2·CeO2涂层钛电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中对钛基材的预处理方法包括：对钛基材依次进行喷砂打磨、除油、酸蚀刻，洗净后置于乙醇中保存。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，除油过程包括用丙酮超声清洗、然后用10％NaOH溶液在80℃清洗1h；酸蚀刻过程包括用10％草酸在95℃浸泡2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，可溶性铈盐包含氯化铈、硝酸铈和醋酸铈中的至少一种；可溶性铈盐的浓度在0.1～1.0mol/L；电解的阴极电流密度在0.1～10mA/cm-2，电解时间1s～100min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中还包括前驱体涂液的制备步骤：将H2 IrCl 6·6H2O溶于醇溶剂中，得到Ir前驱体涂液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述醇溶剂包括乙醇、正丁醇和异丙醇中的至少一种，且H2 IrCl 6·6H2O溶液浓度为
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，烘干的温度为90～120℃，烘干时间10～30min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的烧结温度为400～600℃，保温时间1～3h。
9.一种采用如权利要求1至8中任意一项所述的制备方法得到的IrO2·CeO2涂层钛电极。
...【技术特征摘要】
1.一种iro2·ceo2涂层钛电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中对钛基材的预处理方法包括：对钛基材依次进行喷砂打磨、除油、酸蚀刻，洗净后置于乙醇中保存。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，除油过程包括用丙酮超声清洗、然后用10％naoh溶液在80℃清洗1h；酸蚀刻过程包括用10％草酸在95℃浸泡2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，可溶性铈盐包含氯化铈、硝酸铈和醋酸铈中的至少一种；可溶性铈盐的浓度在0.1～1.0mol/l；电解的阴极电流密度在0.1～10ma/cm-2，电解时间1s～100min。
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，许轩，王景毅，刘宝仓，荆鹏，菅青娥，白涛，杨益宁，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。