[发明专利]一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，在电解温度低于10℃的海水析氯环境下电解海水防污、电解生产次氯酸钠及船舶压载水处理中的应用；

基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料由基体和基体表面涂覆的多元混合贵金属氧化物涂层构成，其中，基体为阀金属钛，多元混合贵金属氧化物涂层为IrO₂@RuO₂粒子，所述IrO₂@RuO₂粒子为核壳结构，RuO₂粒子为核，IrO₂粒子包覆在RuO₂表面形成壳结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，所述基体结构形状为网状、板状、管状或棒状。

3.根据权利要求1所述的一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，所述阀金属钛在基体中的质量百分比纯度大于99%。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的制备方法，包括1）对基体进行预处理，2）电极涂液的制备，3）电极的制备，

步骤1）基体预处理是指：将基体表面进行喷砂、除油和草酸刻蚀处理，获得均匀的粗糙表面备用

1.1）先将基体表面进行喷砂处理，后用蒸馏水冲洗，除去基体表面残留砂粒和金属屑；

1.2）再将冲洗后的基体放入丙酮中进行除油；

1.3）最后将除油后的基体放入草酸溶液中，在沸腾状态下进行表面刻蚀后清洗获得均匀的粗糙表面；

1.4）将步骤1.3）处理后的基体吹干后，放入无水乙醇中备用；

其特征在于，步骤2）电极涂液采用涂液前驱体热分解法制备，包括：

2.1）RuO₂纳米颗粒的制备

将4-6 mM可溶性Ru³⁺盐磁力搅拌并水浴加热至70-90℃，取碱液缓慢滴加到上述溶液中以形成沉淀，在70-90℃水浴搅拌后，冷却至室温，离心水洗，并控制PH值为7，然后干燥，取出研磨，最后高温处理，制得RuO₂纳米颗粒；

2.2）IrO₂@RuO₂粒子的制备

将RuO₂纳米颗粒研磨，放入无水乙醇中超声分散后，将可溶性Ir⁴⁺盐加入至上述溶液，然后通过添加正丁醇调整溶液中金属离子的摩尔浓度为0.2-0.4mol/L，最后在磁力搅拌下将氨水滴加到溶液中，保持pH值为11-13条件下搅拌，制得电极涂液；

步骤3）电极制备是指：将电极涂液涂刷于预处理后的基体表面，烘干后烧结、冷却，反复进行多次，直至涂层中金属氧化物载量达到5-8g/m²。

5.根据权利要求4所述的一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，电极涂液为IrO₂@RuO₂纳米涂液，IrO₂@RuO₂粒子的组成摩尔比为Ru：Ir=20：80或（30-50）：（50-70）。

6.根据权利要求4所述的一种基于核壳结构的钌铱系钛基金属氧化物电极材料的应用，其特征在于，步骤3）中电极制备具体是指：将电极涂液用毛刷涂刷在预处理后的基体上，首先在烘箱中100℃-150℃干燥10-15min，然后在烧结炉中450℃-480℃下烧结10-15min后取出空冷，反复涂覆、烘干、烧结和冷却步骤，直至金属氧化物载量达到5-8g/m²，最后一次涂刷、干燥后在450℃-480℃的马弗炉中烧结0.5-1.5h，获得电极材料。