[发明专利]一种激光辅助制备涂层Ti电极的方法

说明书

本发明公开了一种激光辅助制备涂层Ti电极的方法，包括以下步骤：对Ti基体进行预处理；制备前驱体溶液；在Ti基体表面均匀涂刷前驱体溶液；利用激光作为热源对Ti基体进行加热，在其表面形成具有电催化活性的涂层；本发明所提出的采用激光辅助制备涂层Ti电极的方法，可缩短电极的制备时间，使所制备电极的形状尺寸不受限制，且采用该方法制备的涂层Ti电极具有良好的电化学性能。

技术领域

本发明涉及表面工程领域，具体是一种激光辅助制备涂层Ti电极的方法。

背景技术

涂层Ti电极是以金属Ti为基体，表面具有电催化活性的铂族金属氧化物涂层的电极材料。与传统的石墨和铅基阳极相比，涂层Ti电极具有以下优点：

1、电极的尺寸稳定。采用金属Ti作为电极基体，在电极的使用过程中，Ti基体不会过度的消耗，电极的尺寸稳定，极间距恒定，电解电压稳定，可以提高电解产物的质量。

2、Ti电极使用时工作电压低，可减少能耗。

3、机械加工性能好，可任意加工成所需形状。

4、涂层Ti电极的耐腐蚀性好，使用寿命较传统电极更长。

涂层Ti电极被广泛地应用于氯碱工业、电镀、阴极保护、污染物处理等领域。但由于热分解法制备涂层Ti电极耗时长，生产效率较低，传统的生产方式已经难以满足各个领域对涂层Ti电极的需求，因此，需提高涂层Ti电极的生产效率。利用激光辅助制备涂层Ti电极可根据制备过程中实际状况灵活控制热量输入，实现不同的加热温度，达到改善基体与涂层间结合质量的目的；可以选择进行加热的区域，使制备样品的形状尺寸不受限制；加热速率快，采用激光辅助制备涂层Ti电极可以有效的缩短制备时间，提高效率。

在涂层Ti电极涂层材料的选择中，IrO₂因其具有良好的电催化活性和导电性，特别是在具有腐蚀性的工作条件下，IrO₂较Ru系金属氧化物具有更好的耐腐蚀性，成为最常用的涂层成分，但由于其易在涂层表面偏析，导致电极的使用寿命相对较短；Ta₂O₅作为惰性成分加入，可以缓解IrO₂的偏析，延长电极的使用寿命；在涂层中加入SnO₂，可以减小涂层裂纹的宽度和深度，延缓氧的渗入，防止基体发生氧化生成不导电的TiO₂，延长电极的使用寿命。

因此，可以利用激光辅助加热在Ti基体表面制备IrO₂-Ta₂O₅-SnO₂混合氧化物电催化活性涂层。激光辅助制备涂层Ti电极可缩短电极的制备时间，所制备样品形状尺寸更加灵活多样，而采用激光辅助制备涂层Ti电极相关方法的研究较少，因此研究并采用激光辅助制备涂层Ti电极具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光辅助制备涂层Ti电极的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光辅助制备涂层Ti电极的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、Ti基体的表面预处理；

S2、制备前驱体溶液；

S3、将前驱体溶液均匀涂刷在预处理后的Ti基体表面，并进行烘干；

S4、采用激光作为热源，对Ti基体进行加热，在其表面生成具有电催化活性的氧化物涂层得到试样；

S5、待试样冷却至室温后，重复S3、S4步骤。

进一步的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、使用砂纸打磨Ti基体，除去其表面氧化物和污渍并使表面粗糙度为Ra6.3；