[发明专利]一种电解阳极

说明书

一种电解阳极，包括基体、通过磁控溅射法形成在所述基体任一表面的多层金属过渡层以及形成在所述多层金属过渡层表面的催化剂层；所述基体为阀金属或阀金属合金，所述阀金属为选自钛、钽、铌、锆、铪、钒、钼和钨中的一种；所述金属过渡层的材质为钛、钽、铌、锆、铪、钒、钼或钨；所述催化剂层为含催化活性元素和催化稳定元素的氧化物层，所述催化活性元素为选自铱、铂、锇、铑、钯和钌中的一种或多种，所述催化稳定元素为选自钛、钽、铌、钨和锆中的一种或多种。这样获得的复合金属过渡层结合力强，具有较高的热稳定性能，对基体具有很好的保护作用。此外，磁控溅射所用的靶材为单金属，相对于合金靶材避免了镀层比例与靶材比例不一致的情况。

技术领域

本发明属于电解电极制造领域，涉及一种阳极，具体涉及一种电解阳极。

背景技术

在铜箔生产中或者钢铁电镀锌、电镀锡过程中需要使用钛阳极作为析氧反应电极。钛阳极通常由基体以及涂覆在基体表面的催化剂层组成，基体通常采用阀型金属钛材质，催化剂层为几微米厚的贵金属氧化物(主要由氧化铱和氧化钽的混合物组成)。

由于钛阳极在使用过程中通过的电流密度达到近万安培每平方米，电极表面的催化剂层往往未使用完，就在催化剂层与钛基体之间形成一层绝缘的氧化物层或者电解液进入涂层内部与基材发生腐蚀反应形成空隙，从而导致电流输出受阻，析氧电位增加。通过增加中间层的方式可以有效减缓这一趋势。尽管钛或/和钽氧化物是业内已知的常用中间层，但在高电流密度条件下，仍很难达到预期的效果；又如授权公告号为CN 101550557B、CN101550558B 等中国发明专利公开了使用电弧离子镀的方式在基体钛表面镀一层钛钽合金的中间层，并经过加热烧结使其中的金属钽形成氧化物状态。但由于电弧离子镀工艺存在液滴现象，且很难避免，容易造成中间层的缺陷；而且靶材是钛钽合金，镀层的比例往往与靶材的比例有偏差，两者熔点相差极大，加工困难，价格昂贵，靶材的回收价值不大；也有包括等离子或电弧热喷涂的方式形成几十微米厚的含钽或钽合金的中间层，但是存在涂层明显过厚的缺陷，造成原料的浪费，而且其孔隙率也较高(JP 05-033177A等公开的)。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种电解阳极。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种电解阳极，它包括基体、通过磁控溅射法形成在所述基体任一表面的多层金属过渡层以及形成在所述多层金属过渡层表面的催化剂层；所述基体为阀金属或阀金属合金，所述阀金属为选自钛、钽、铌、锆、铪、钒、钼和钨中的一种；所述金属过渡层的材质为钛、钽、铌、锆、铪、钒、钼或钨；所述催化剂层为含催化活性元素和催化稳定元素的氧化物层，所述催化活性元素为选自铱、铂、锇、铑、钯和钌中的一种或多种，所述催化稳定元素为选自钛、钽、铌、钨和锆中的一种或多种。

优化地，所述基体的材质为金属钛。

进一步地，所述催化剂层为涂覆含有所述催化活性元素和催化稳定元素的前驱体溶液，干燥后经烧结形成。

进一步地，所述金属过渡层的材质为钽或钛，且相邻两层所述金属过渡层的材质不同；优选与基体相邻为钽层，与催化剂层相邻为钛层。

优化地，所述磁控溅射法为：在氩气、真空的条件下，以所述金属过渡层的材质为靶材在所述基体任一表面进行磁控溅射即可。上述磁控溅射法的参数优选为：所述磁控溅射的靶材与工件距离为30～100mm、溅射时间为1～40min、直流电源功率为100～500W且真空度≤ 0.5Pa。进一步地，进行磁控溅射时，控制所述基体的温度≤500℃。进一步地，将所述基体进行清洁，随后经喷砂或/和刻蚀后获得粗糙度为3～12μm的表面，再进行磁控溅射。

优化地，每层所述过渡层的厚度为0.1～5μm。

优化地，所述催化剂层中所述催化活性元素含量为5～50g/m²。