[发明专利]一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极及其制备方法。

背景技术

当前污水处理方面常见的二氧化铅电极的制备方法主要是采用电沉积法制备。目前镀层二氧化铅电极主要使用的基体材料是钛，其优点有良好的导电性，耐腐蚀性以及和PbO₂接近的热膨胀系数。近年来从影响此类二氧化铅电极制备的各因素角度出发，对此类电极进行了大量研究，做了很多改进和完善，并发展为以钛基二氧化铅电极(DSA)为代表的新型二氧化铅电极。但是此法制备钛基二氧化铅电极的工艺复杂，不易控制。此外，以电镀法为基础的有基体电极，无论是何基体，都不能避免电镀过程造成的一些结晶缝隙引起析氧腐蚀导致镀层脱落的问题。

针对于这些问题，本研究摒弃以往的有基体制备方法，采用高压塑片的方法制备电极，该方法而且从根本上避免了电沉积层易脱落，耐腐蚀性差的问题，同时制备工艺简单，具备工业化的前景。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的电沉积层易脱落，耐腐蚀性差，工艺复杂，不易控制等问题而提供一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极的制备方法，该制备方法解决了电沉积层易脱落的问题，所得的电极耐腐蚀性良好，而且工艺简单，易于控制。

本发明的目的之二是提供上述制备方法所得的掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极，该掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极具有良好的导电性，提高了电极催化活性。

本发明的技术方案

一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)、β-PbO₂粉末的制备

将醋酸铅溶于水中，用NaOH调节pH值9.0-10.0，然后加入NaClO并搅拌均匀，在90℃进行反应6h,所得的反应液过滤，所得的滤饼用去离子水反复洗涤直至滤饼洗涤干净，流出液为中性，然后控制温度为60-90℃进行干燥，即得β-PbO₂粉末；

上述醋酸铅、水和NaClO，按醋酸铅：水：NaClO为1g：2mL：8mL的比例计算；

(2)、将步骤(1)所得的β-PbO₂粉末与氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体进行混合均匀，然后加入质量百分比浓度为60％的聚四氟乙烯乳液进行混合均匀，然后控制温度为60-90℃烘30-60min，然后装入圆片状或长条形的模具中，然后控制压力为20MPa下保持2min进行高压塑片，即得圆片状或长条形的掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极；

上述所用的β-PbO₂粉末、氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体和质量百分比浓度为60％的聚四氟乙烯乳液的量，按质量百分比计算如下：

β-PbO₂粉末                             45-70％

质量百分比浓度为60％的聚四氟乙烯乳液    25％

氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体          5-30％；

上述氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体中，按质量比计算，氧化铈粉末：炭粉末为1:1。

上述所用的β-PbO₂粉末、氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体和质量百分比浓度为60％的聚四氟乙烯乳液的量，按质量百分比计算优选如下：

β-PbO₂粉末                             50-60％

质量百分比浓度为60％的聚四氟乙烯乳液    25％

氧化铈粉和炭粉末组成的混合粉体          15-25％。

上述所得的掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极，具有良好的导电性和电催化性能，用于对染料废水进行处理，特别是对含亚甲基蓝的废水具有较好的处理效果。

本发明的有益效果

本发明的一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极，由于制备过程中加入了炭粉末，因此有效提高了电极的导电性，进而提高了电解效率。

进一步，本发明的一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极，由于制备过程中加入了氧化铈，从而增强了电极电催化氧能力及其吸附作用，从而提高了污染物在电极表面的吸附转化作用。

进一步，本发明的一种掺杂氧化铈的改性二氧化铅多孔电极，由于制备过程中加入聚四氟乙烯乳液，粉末混合时发生团聚，塑片后易于表面形成孔隙，增大电极的表面积，提高电极的降解效果；与传统的电沉积法相比，其操作简单、工艺条件简单、易于控制而且从根本上避免了电沉积层易脱落的问题。

附图说明