[发明专利]一种内层活性涂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种次氯酸钠发生器电极，具体涉及一种内层活性涂液及其制备方法。

背景技术

随着地球上水资源的不断被污染和水资源的不断缺乏，消毒水处理显得越来越重要，现场制备次氯酸钠与其他消毒技术相比，优势明显，但目前市场上的次氯酸钠发生器电极使用寿命短，设备在运行1-2年左右就出现电极失效的情况，从而不得不停止运行更换电极，因此，电极失效不仅增加了设备的成本，而且耽误了次氯酸钠发生器的正常运行，造成巨大的经济损失。电极失效的根本原因是电极在电解过程中析氧电位过低、析氧速度过快，产生的氧容易透过涂层与钛基体反应生成不导电的TiO₂，从而使得基体钝化、电极失效。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够促使次氯酸钠发生器电极析氧电位高、析氧速率小、电极使用寿命长的内层活性涂液。

本发明的另一目的在于提供一种内层活性涂液的制备方法，该制备方法步骤简单、容易操作，便于大规模工业化生产。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种内层活性涂液，包括溶剂、溶质和稳定剂，所述溶剂由正丁醇、异丙醇组成，所述溶质由三氯化钌、氯铱酸、钛酸四丁酯和析氧抑制剂组成；所述内层活性涂液中的金属离子浓度为0.3-0.4mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1。

优选地，所述溶剂中正丁醇、异丙醇的质量比为2:1。

优选地，所述稳定剂为浓盐酸。

优选地，所述析氧抑制剂由含锑化合物、含铬化合物、含铈化合物、含钴化合物、含铁化合物中的两种或两种以上组成。

优选地，所述内层活性涂液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为16-23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为9-15mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为61-74mol％，析氧抑制剂所占溶液中金属离子比例为2-4mol％。

优选地，所述内层活性涂液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为21mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为12mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为66mol％，析氧抑制剂所占溶液中金属离子比例为4mol％。

优选地，所述析氧抑制剂由含锑化合物、含铈化合物、含铁化合物组成，析氧抑制剂中，锑离子、铈离子、铁离子的摩尔比为23:9:8。

本发明还提供一种内层活性涂液的制备方法，包括以下步骤：

1)准备溶剂、溶质和稳定剂所需原料，按配比分别配制溶剂、溶质备用；

2)将溶质依次加入溶剂中，充分溶解后，再将稳定剂倒入，混合均匀，即可。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供一种内层活性涂液，该内层活性涂液主要由溶剂、溶质和稳定剂构成，将该内层活性涂液引入到次氯酸钠发生器电极中，能够显著提高次氯酸钠发生器电极的析氧电位、析氧速率和使用寿命；

2、本发明的溶质中的析氧抑制剂由含锑化合物、含铬化合物、含铈化合物、含钴化合物、含铁化合物中的两种或两种以上组成；电极在电解过程中氧气的析出主要是因为电极涂层中金属氧化物晶格中含有大量的氧空位，与电解水产生的OH^-离子结合生成氧气，由于Sb⁵⁺、Cr⁶⁺价态比电极涂层中Ru⁴⁺、Ir⁴⁺价态高，当RuO₂晶格或IrO₂晶格中的两个Ru⁴⁺或Ir⁴⁺取代时，为了保持电荷平衡，一个氧空位被消除，因此，电极的析氧能力变弱；将Ce³⁺/Ce⁴⁺、Co²⁺/Co³⁺、Fe²⁺/Fe³⁺等变价金属掺杂到电极材料中，能够减少电解过程中氧气的析出。Ce作为催化助剂最重要的性能之一就是储氧功能，这一性能得益于Ce³⁺/Ce⁴⁺这一氧化还原对的转化过程，该过程会伴随氧化物晶体的氧空位变化，该氧空位的变化会吸附电解水产生的OH^-中的活性氧，从而限制了氧气的析出；因此，本发明的电极析氧抑制剂能够显著提高次氯酸钠电极的析氧电位、降低析氧速率，提高电极使用寿命；

3、本发明的内层活性涂液的制备方法，该制备方法步骤简单、容易操作，便于大规模工业化生产。

附图说明