[发明专利]一种三维多孔钛基体二氧化铅电极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种水处理方法，具体来说是一种三维多孔钛基体二 氧化铅电极及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对药物和个人护理品的需求增大，其中包括各种抗生 素、避孕药、香水、化妆品、洗涤剂和清洁剂等。由于这些化合物的大量使用，一定程度上对 周围环境造成了污染，尤其在土壤、水、大气中都已检测出。其中污水处理厂出水、人体组织 细胞中均能检测到上述没有被代谢或者降解完全的有机物。尽管这些物质在环境中的浓度 水平多在纳克/升~微克/升水平之间，但研究表明它们容易通过各种渠道进入到环境中并 在生态链中富集，而且在环境中长期存在，给整个生态系统带来潜在危害，它们属于典型的 持久性难降解有机污染物。

药物和个人护理品中存在一种物质叫人工合成麝香，水体中常见的人工麝香如硝 基类麝香、多环类麝香等均被检测出来，并且部分人工合成麝香能够诱导其他毒性物质使 其毒性增强、破坏免疫力以及具有致癌作用。同时有文献报道传统的生物处理技术很难降 解去除该类有机物，大多被污泥吸附，然后通过其他方式再次进入环境中去造成二次污染。

在世界各国废水处理后的排放水中检测出大量持久性难降解污染物质，表明传统 废水生化处理技术已经不能有效满足排水水质的要求，并且各国现有的饮用水厂或者废水 处理厂中没有专门针对难降解有机微污染物处理技术。因此随着人们对水质安全更高的要 求，目前各国都急需开发一些能够更高效、费用低、简便的废水处理技术。由于高级氧化处 理技术具有高效性、环境友好、易于自动化控制等优点，将是一条可行的降解有机微污染物 的途径。

目前，降解处理废水中酮麝香的报道比较少，大多使用活性污泥，臭氧氧化，光降 解以及芬顿试剂法，但使用降解时间较长，降解效率低，有些还可能产生二次降解污染。而 利用三维多孔钛基体二氧化铅电极通过高级氧化技术降解酮麝香的方法还少见报道。

三维多孔钛基体比表面积大，有利于二氧化铅活性层分散均匀，使得通过的电流 稳定，降低了电流密度，提高电极的耐蚀性，延长电极的使用寿命。二氧化铅活性层具有与 金属类似的良好导电性，还具有较高的析氧过电位，耐腐蚀性强，催化活性高，硬度大，廉价 等优点。那么，三维多孔钛基体二氧化铅电极是一种不溶性金属氧化物阳极材料，具有良好 的导电性和电催化活性，且在酸中耐腐蚀性强、稳定性高，是一个较高电化学性能的电极。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种三维多孔钛基体二氧化铅电 极及其制备方法和应用要解决现有技术中的处理废水中酮麝香的方法时间长、降解效率低 的技术问题。

本发明提供了一种三维多孔钛基体二氧化铅电极，包括一个多孔钛基体，在所述 的多孔钛基体的两个侧面上各热沉积有一个中间层，所述的中间层由锡锑氧化物组成，在 所述的多孔钛板基体的一个侧面中间层上电沉积有二氧化铅表面活性层。

本发明还提供了上述三维多孔钛基体二氧化铅电极的方法，包括如下步骤：

1）一个对多孔钛基预处理的步骤，首先采用机械抛光，去除多孔钛电极基体表面氧化 物和杂质，再用砂纸打磨边角，使之圆滑，最后用去离子水冲洗干净；其次将整个多孔钛电 极浸没在氢氧化钠洗液中，保持各极片处于分离状态，加热至55℃~85℃，恒温保持35分钟~ 55分钟，停止加热，冷却，用去离子水冲洗干净；然后将整个多孔钛电极浸没在盐酸洗液中， 在95℃~100℃下处理35分钟~55分钟，用去离子水冲洗表面杂质，最后在超纯水中超声清洗 25分钟~45分钟，然后置于去离子水或异丙醇中保存；

2）一个制备锡锑氧化物中间层的步骤，将五水四氯化锡、三氯化锑和浓盐酸溶于异丙 醇或正丁醇中，所述的五水四氯化锡、三氯化锑、浓盐酸、异丙醇或正丁醇的质量体积比为 6.3克~12.8克：0.2克~1.2克、0.57毫升~2毫升：27毫升~64毫升，配制成前驱体溶液，将前驱 体溶液涂覆于步骤1）处理后的多孔钛板基体上，在100℃~130℃下烘干，再将烘干的多孔钛 基体置于马弗炉中455℃~535℃下焙烧8分钟~22分钟，如此反复11到16次，最后一次在马弗 炉中焙烧时间为0.7小时~1.4小时，自然冷却至室温；