[发明专利]用以电解水的钛电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解水电极的技术领域，具体而言，涉及用以电解水的钛电极及其制备方法。

背景技术

电解水通常采用钛电极。涂层钛电极又称为DSA(Dimensionally Stable Anodes，DSA)电极，是近年来电化学研究领域里最成功的技术突破之一，DSA电极作为阳极时，对废水中的有机、无机污染物均有较好的去除效果。阳极是电催化反应进行以及活性物质产生的场所。不同的阳极材料会对催化反应的类型、有机物降解效率及电极使用寿命产生很大影响。

中国专利CN102268688A公开了一种含锡锑中间层的钌钯钴涂层钛电极。该钛电极的钛板主体表面有若干层锡锑氧化物涂层[2]作为中间层，中间层表面有若干层钌钯钴氧化物涂层作为表层；钌钯钴氧化物涂层的组分形式为二氧化钌RuO₂、氧化钯PdO、氧化钴CoO和氧化钴Co₂O₃，电极表层组分摩尔配比为n(Ru):n(Pd):n(Co)＝1:(0.5～5):(0.35～3.5)。锡锑氧化物涂层为3～7层，钌钯钴氧化物涂层为15～24层。烧结温度为T＝300～600℃。

以上现有技术中，氧化涂层通常具有较低的导电性，降低钛电极的析氢活性，由此降低电解效率。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面在于提供一种具有较高电解效率的钛电极。

一种用以电解水的钛电极，包括钛基层和电沉积于所述钛基材表面的溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔涂层。

进一步地，形成所述溴掺杂聚苯乙炔镀层的溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔的原料包含聚乳酸枝接聚苯乙炔和占所述聚乳酸枝接聚苯乙炔质量10～20wt％的溴单质。

进一步地，所述溴单质为溴蒸汽。

进一步地，所述聚苯乙炔的重均分子量为2～4万。

进一步地，所述聚乳酸枝接聚苯乙炔为由苯乙炔聚乳酸进行碳碳叁键的加聚反应所得到的聚合物。

本发明另一方面在于提供一种钛电极的制备方法，由该制备方法所获得的钛电极具有较高的电解效率。

一种用以电解水的钛电极的制备方法，将钛基材置入包含有溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔的电解液中进行电沉积。

进一步地，所述电解液包含以溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔为溶质、以水、稀酸和可与水互溶的有机溶剂为溶剂的溶液。

进一步地，在所述电解液中稀酸的摩尔浓度为0.2～0.6mol/L。

进一步地，所述电沉积的电流密度为4～10A/cm²。

进一步地，所述电沉积的时间为5～30min。

本发明在钛基材表面有溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔涂层。溴掺杂聚乳酸枝接聚苯乙炔是一种具有较高导电率的导电高分子，其作为涂层能显著提高钛电极的电流效率，保证较高的析氢活性，从而达到较高的电解效率。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。