[发明专利]一种掺杂Gd的钛基Sb-SnO2催化极板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水的催化极板，特别涉及一种催化极板的结构和制备方法。

背景技术

目前，高效电催化电极研究方面，自H.Beer开发了DSA电极以来，因其良好的稳定性和催化活性迅速得到关注,并在许多领域得到广泛应用 ,如Ti基RuO₂涂层,IrO₂涂层应用在氯碱工业、硫酸工业等。S.Stucki等人开发了涂覆SnO₂-Sb₂O₅的钛基电极，得到了较高的析氧电位。B.Correa-Loza等发现，在钛基上涂覆IrO₂，制成SnO₂-Sb₂O₅/IrO₂/Ti电极，可使其寿命可以大大增加。Comninells从阳极材料的角度入手，提出了两种不同的直接氧化途径，得出结论：要提高处理效率，选择具有高析氧过电位和高效催化氧化活性的电极材料非常关键。此外，稀土在电化学中的应用也受到越来越多研究人员的关注，稀土催化剂可对碳氢化合物进行间接的部分氧化，利用氯化稀土制备多孔的RuO₂/Ti电极已见报道。电催化技术研究, 在基础理论研究方面，尽管国内外已经进行一些研究工作, 对其宏观理论大家也达成一些共识，但在微观即原子、分子水平上的研究仍待深入,尤其对于电极表面实际反应历程、反应动力学、热力学均缺乏深入研究。在实际应用方面，主要是应深入研究探索提高电流效率的有效途径。此外,将电催化氧化技术的高效、稳定性与其他水处理技术结合起来联用，能达到扬长避短的作用, 也是一个极有前途的研究领域。电催化处理重金属离子废水已经是一项较为成熟的技术, 但在有机毒害废水领域的研究并不多。因此，可以预料其在有机毒害废水处理领域必将有着广泛应用前景。目前，催化极板各式各样，但是存在一个很大的缺陷，就是催化效率普遍低下，氧析出电位低。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：催化效率低下、氧析出电位低。

本发明的技术方案：

一种掺杂Gd的钛基Sb-SnO₂催化极板，包括钛基体、Gd-Sb-SnO₂涂层；所述的Gd-Sb-SnO₂涂层由Sb-SnO₂涂层和Gd涂层组成；所述的钛基体呈圆柱的结构；所述的钛基体的侧面上设有多个相间的环形凹槽；所述的Gd-Sb-SnO₂涂层包裹在钛基体的四周外侧。

进一步，所述的Sb-SnO₂涂层和Gd涂层的质量分数比为：10：1～100：1。

进一步，所述的Sb-SnO₂涂层和Gd涂层的质量分数比为：40：1～60：1。

进一步，所述的环形凹槽设置有4～8个。

一种掺杂Gd的钛基Sb-SnO₂催化极板的制备方法，步骤如下：一、首先将钛基体进行打磨，再通过化学溶液进行浸洗；二、配制含有Sn、Sb、Gd的涂层液；三、用多个耐热环带将钛基体上的多个环形凹槽封闭；四、将经过步骤三处理过的钛基体浸没在步骤二中的涂层液中，再进行涂层热处理；五、取出步骤四中的钛基体，解除环形凹槽上的耐热环带；六、将步骤五中的钛基体浸没在步骤二中的涂层液中，在进行涂层热处理。

进一步，将步骤六中的钛基体进行步骤三至步骤六的重复处理。

进一步，所述的耐热环带包括弹性环带和聚四氟乙烯环带，所述的弹性环带包裹在聚四氟乙烯环带的外侧。

进一步，所述步骤一中的化学溶液为NaOH溶液。

进一步，所述步骤二中涂层液的pH值控制在1～5。

本发明的有益效果

本发明通过改变钛基体的结构，将钛基体设置呈圆状的结构，然后在钛基体的侧面上设置多个相间的环形凹槽，增加了废水的催化面积，极大的提高了催化效率。用耐热环带将钛基体上的多个环形凹槽封闭，将钛基体浸没在涂层液中，再进行涂层热处理，然后取出钛基体，解除环形凹槽上的耐热环带，再将钛基体浸没在涂层液中，进行涂层热处理。这样的处理方式使Gd-Sb-SnO₂涂层在钛基体的环形凹槽内和环形凹槽外产生厚度差，结构上就有多对厚度不等的Gd-Sb-SnO₂涂层相间分布，形成“环形锯齿”式的Gd-Sb-SnO₂涂层，极大的提高了氧析出电位。

附图说明