【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料，具体而言，涉及废水处理中电催化氧化技术用到的电极材料，尤其涉及一种用于电催化降解的阳极材料制备方法和应用。
技术介绍
1、电催化氧化技术因其性能高、操作简单、环保性，被认为是去除水中难降解的有机污染物的有效方法之一。在电催化氧化技术中，电极阳极材料的性能是决定电催化氧化效果和废水中有机污染物去除效果的关键因素。常见的铂金属电极、掺硼金刚石(bdd)电极、金属氧化物电极(形稳阳极dsa)以及一些新型电极材料，如碳质电极可实现对废水中有机污染物的有效去除。铂电极的电催化氧化性能远不如金属氧化物电极，存在稳定性差、有机物易在其表面聚合成膜、成本高等缺点，因此应用受限并逐渐被淘汰；金刚石薄膜昂贵的价格，且制备工艺复杂，不适用于工业化大规模处理抗生素废水。碳质电极具有导电性好、化学稳定性高和价格低廉等优点，主要包括活性碳纤维、碳毡、碳素电极(如石墨电极)和碳纳米管等，然而，碳质材料极易被腐蚀且强度较低，特别是作为阳极时，会与析出的氧气发生反应，导致膨胀、脱落等问题。
2、dsa是使用最广泛、最具发展前景的电极材料之一，被广泛应用于许多电化学工业，例如氯碱工业、水电解和金属电解沉积。同时，放大实验成功地证明了dsa电极在废水处理领域的实用性。dsa电极主要通过在金属导体表面镀上一层不易腐蚀的金属氧化物来增加稳定性，并提升导电性能。
3、目前dsa阳极材料主要包含sno2、pbo2、ruo2、iro2、ta2o5等及其复合物。其中二氧化锡(sno2)是一种宽带隙(3.6ev)n型半导体氧化物，具
4、粉末形式的sno2-sb不能单独用于电催化，需要装载在衬底物上。dsa一般采用ti基材料，相较于传统电极材料(如铂、铅、石墨、二氧化铅等)，具有低损耗率、高催化活性等优点，但使用过程中基体ti容易生成氧化物tio2而致使电极钝化，从而显著降低电极的导电性，同时也容易引起电催化层的脱落，降低了电催化活性，进而增加了整个降解过程的能耗和成本。为了改善电极性能，有在sno2-sb材料中使用其它基体材料如碳基作为sno2-sb电极的基底，但碳基材料的制备过程非常复杂，且成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术在于提供一种用于电催化降解的阳极材料制备方法和应用，其能够解决上述问题。
2、为了解决上述的问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种电极阳极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)对fto导电玻璃进行清洗；
5、(2)利用浓盐酸、sncl2·2h2o、sb2o3和乙醇制备sno2-sb溶胶；
6、(3)将sno2-sb溶胶分多次均匀涂覆于fto导电玻璃，每次涂覆操作后就对fto导电玻璃进行一次预干燥操作；
7、(4)对多次涂覆sno2-sb溶胶并进行预干燥操作的fto导电玻璃进行最后一次干燥操作，即得到sno2-sb/fto电极，完成电极阳极材料的制备。
8、优选地，步骤(1)中，对fto导电玻璃进行清洗的方法为：将fto导电玻璃依次在丙酮、乙醇和超纯水中超声15min，之后进行干燥。
9、优选地，步骤(2)具体为：将5毫升浓盐酸、10mmol sncl2·2h2o和0.25mmol sb2o3加入50ml乙醇溶液中，混合均匀，室温搅拌12h，陈化24h，即得到sno2-sb溶胶。
10、优选地，步骤(3)中，对fto导电玻璃进行了10次均匀涂sno2-sb溶胶的操作。
11、优选地，步骤(3)中，每次预干燥操作均为：在100℃环境下干燥10min，使fto导电玻璃表面形成干凝胶膜，然后在450℃环境下干燥15min。
12、优选地，步骤(4)中，最后一次干燥操作为在450℃环境下持续干燥2h。
13、第二方面，本专利技术将第一方面所述制备方法制备的电极阳极材料作为电催化氧化电极阳极。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1)采用fto导电玻璃作为基底材料，fto基材具有良好的机械强度，并且能够耐受高温、耐强酸强碱的腐蚀，相较于ti基材和碳基材，fto材料更为稳定，在电极制备过程中不受煅烧的限制，也不会被强酸强碱的使用受影响；使用时也不会发生阳极钝化，延长了电极的寿命。同时，与传统的ti基电极相比，相同规格的ti基体比fto基材贵6.25倍，经济实用，可有效降低大规模工业应用中的生产成本。
16、2)采用sno2-sb涂层后，电极的析氧电位(oep)显著提高，且其电化学阻抗较低，电荷转移效率较高。实验表明，sno2-sb/fto电极的电催化活性和稳定性优于现有的fto和sno2/fto电极材料，也高于sno2-sb/ti电极。特别是在反复使用15次后的电催化性能仍保持稳定，能有效去除水中的污染物，显示出较长的使用寿命。
17、3)使用本专利技术制备的sno2-sb/fto电极进行四环素降解时，降解效率显著提高，反应速率常数为0.144min-1，能量消耗为13.63kw·h·kg-1，能耗低于其他传统电极材料。此电极材料在电催化降解过程中能耗较低，显示出较高的环保效益，尤其是在处理抗生素类废水时，能够有效降低能量消耗，减少环境污染。
18、4)相较于现有技术中使用ti基体电极需要复杂的蚀刻预处理过程，本专利技术采用的fto基底只需要简单的清洗和干燥处理，操作简便且无需产生酸污染。对于碳基材料，其制备过程较为复杂且成本较高，而本专利技术采用溶胶凝胶法制备sno2-sb涂层，工艺简便，能够有效降低生产难度和成本。
19、5)本专利技术制备的sno2-sb/fto电极的表面结构为细小的多孔网状结构，能够增加催化剂表面的活性位点，降低污染物与自由基的传质距离，促进污染物的降解，此电极材料能够在较短时间内有效去除水中的四环素，且在较低电压下仍能保持良好的降解效果。
20、6)本专利技术制备的sno2-sb/fto电极在电催化降解过程中，释放的金属离子浓度非常低，远低于传统cu-sno2-sb/ti电极和其他金属基电极材料，这一特性有效降低了金属离子对水质的污染风险，确保了废水处理过程中的安全性与环境友好性。
21、为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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1.一种用于电催化降解的阳极材料制备方法，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，步骤(1)中，对FTO导电玻璃进行清洗的方法为：将FTO导电玻璃依次在丙酮、乙醇和超纯水中超声15min，之后进行干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体为：将5毫升浓盐酸、10mmol SnCl2·2H2O和0.25mmol Sb2O3加入50mL乙醇溶液中，混合均匀，室温搅拌12h，陈化24h，即得到SnO2-Sb溶胶。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，对FTO导电玻璃进行了10次均匀涂SnO2-Sb溶胶的操作。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，每次预干燥操作均为：在100℃环境下干燥10min，使FTO导电玻璃表面形成干凝胶膜，然后在450℃环境下干燥15min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，最后一次干燥操作为在450℃环境下持续干燥2h。
7.权利要求1～6任一项所述制备方
...【技术特征摘要】
1.一种用于电催化降解的阳极材料制备方法，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，步骤(1)中，对fto导电玻璃进行清洗的方法为：将fto导电玻璃依次在丙酮、乙醇和超纯水中超声15min，之后进行干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体为：将5毫升浓盐酸、10mmol sncl2·2h2o和0.25mmol sb2o3加入50ml乙醇溶液中，混合均匀，室温搅拌12h，陈化24h，即得到sno2-sb溶胶。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓冬莉，夏开鑫，
申请(专利权)人：重庆工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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