[发明专利]一种在钛基体上制备含氟二氧化铅电极的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种在钛基体上制备含氟二氧化铅电极的方法。

(二)背景技术

工业上采用的阳极材料在涂层电极出现以前，长期使用铅电极作为电解阳极，由于铅电极作阳极存在能耗高、强度低、阳极产品不纯等缺点，后来又研制出Pb-Ag，Pb-Ag-Sb，Pb-Ag-稀土等铅合金电极并在工业上取得应用。60年代H.Beer等提出Ti/RuO₂电极，在氯碱工业领域获得成功的应用，但由于该电极价格高、析氧过电位低，不宜取得广泛使用。

钛基PbO₂电极具有成本低、耐蚀性好、析氧电位高等优点，已经在次氯酸、氯酸盐、铬酸等无机盐电解工业，以及苯甲醛有机化合物电解工业中取得了应用，目前将PbO₂电极用于废水处理中作为不溶性阳极也应用的极为广泛，所以，PbO₂电极是今后无机和有机电解工业，以及废水处理工业的主要阳极材料之一。

PbO₂电极的制备，通常选用钛、石墨、塑料和陶瓷等为基体材料，通过基体表面粗化处理、涂镀底层、α-PbO₂中间层以及电镀β-PbO₂等基本过程，镀制得到PbO₂电极。但这样电镀得到的PbO₂电极作为不溶性阳极，在使用中经常不够稳定，主要存在的问题有：(1)PbO₂沉积层与电极表面结合不紧密或沉积层不均匀；(2)PbO₂沉积层多孔且粗糙，内应力大；(3)PbO₂沉积层易剥落或腐蚀，寿命不长。

专利CN1031725提出了ABS塑料基二氧化铅电极的制造方法；专利CN93115160采用了电解法制备高纯度活性二氧化铅，作为各种铅酸蓄电池的正极添加剂，能够缩短化成时间，提高电池的初期容量，而没有任何副作用；专利CN1073747报道了一种钛基体的活性二氧化铅电极及其制备方法和用途；专利CN2136250研究了网孔板式瓷基二氧化铅电极的制造工艺，这些专利得到的镀层都为β-PbO₂镀层，但都存在着内应力大和耐腐蚀性差的关键问题。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种含氟二氧化铅电极的制备方法，其制得的二氧化铅电极具有镀层内应力小、结合力好和电极寿命长等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种在钛基体上制备含氟二氧化铅电极的方法，所述的二氧化铅电极的结构为：自钛基体外由内至外依次镀有锡锑氧化物底层、α-PbO₂层、含氟β-PbO₂层，所述的方法包括将钛基体表面进行粗化处理、再通过热分解法镀锡锑氧化物底层、然后碱性电镀α-PbO₂层、酸性复合电镀含氟β-PbO₂层，即得所述的含氟二氧化铅电极，具体制备步骤如下：

(1)粗化处理：将钛基体表面喷砂粗化、用碱除油、用水清洗后于酸溶液中在50～90℃条件下刻蚀10～60min，然后用水清洗。所述的酸溶液为草酸溶于盐酸溶液的饱和溶液，所述的盐酸溶液浓度为12～36wt％。

具体操作为：在钛基体表面上首先喷石英砂进行粗化，然后可选用0.1mol/L NaOH碱液(其他碱性溶液也可)除油，优选用蒸馏水清洗，然后置于草酸溶于12～36wt％盐酸的饱和溶液中在50～90℃条件下刻蚀10～60min，最后用蒸馏水清洗干净(一般2～3次)，待用；

(2)热分解法镀锡锑氧化物底层：A.将锡锑氧化物涂层溶液均匀涂覆于钛基体表面，然后烘干，按此步骤，重复涂覆和干燥5～10次，再在500～550℃高温下分解1.5～3h；B.至少重复步骤A一次，即完成锡锑氧化物底层的化学镀，所述的涂层溶液组成为：1～2质量份的SbCl₃、4～6质量份的SnCl₄·5H₂O、1.5～2.0体积份的36～38wt％的浓HCl，10体积份的正丁醇；

在将锡锑氧化物涂层溶液均匀涂覆于钛基体表面时，可采用刷涂或浸泡后离心的方法。涂抹后的干燥方法优选在红外灯或烘箱中在100～150℃下干燥30min；

此步骤(2)完成后可得到表面均匀、呈深兰色的锡锑氧化物涂层。