[发明专利]一种金属氧化物电极钛基体的酸蚀处理方法

说明书

本发明属于应用电化学和能源工业的电极材料领域，涉及一种金属氧化物电极钛基体的酸蚀处理方法，包括：对金属氧化物电极钛基体进行预处理；配制混合酸蚀溶液；将预处理后的钛基体置于混合酸蚀溶液中；将混合酸蚀溶液置于超声波清洗机中进行清洗；取出钛基体清洗晾干。通过控制混合酸蚀溶液中各酸的浓度及刻蚀时间，调节适当的超声清洗频率机时间可以充分发挥混合酸和超声振动的优点，避免高温及酸雾对操作人员的侵害。此外，采用本发明提供的酸蚀处理方法，能够获得大小和深度适宜的凹坑，无锋利锐角，无钛氧化层，形成微观均匀的粗糙表面，增大了比表面积，增强了涂层与基体的结合力，提高了酸处理效率。

技术领域

本发明属于应用电化学和能源工业的电极材料领域，涉及一种金属氧化物电极钛基体的酸蚀处理方法。

背景技术

钛基氧化物涂层电极主要由钛基体及表面贵金属氧化物涂层组成，简称DSA或钛电极。自1965年H.Beer申请氧化钌涂层专利至今，钛基氧化物涂层电极已有50多年历史。由于具有传统石墨电极、铅及铅合金电极无法比拟的优势，钛电极已被广泛应用于氯碱工业、有色金属或金属氧化物的电解提取、金属箔生产及污水处理等领域。

为提高氧化物电极的性能，在金属氧化物电极钛基体涂制前，必须进行严格的预处理。适当的预处理，一方面可以增强基体与金属氧化涂层的结合力，从而改善导电性，延长其使用寿命；另一方面可以提高基体表面的粗糙度，增加电极的比表面积，降低真实电流密度，改善电极的电化学性能。因此，基体预处理的方法直接影响金属氧化物电极的表面形貌、微观结构、电化学活性以及电极的稳定性，是金属氧化物电极制备工艺中的一个关键步骤。

目前，工业上常用的金属氧化物电极钛基体酸刻蚀处理方法是采用高温水溶解草酸成为一定浓度的草酸溶液进行酸蚀。这种方法需要较长时间才能获得合适粗糙度表面的基体，溶液升温过程和酸蚀都需要大量时间，且操作环境为高温酸雾，对操作人员的身体健康有较大伤害。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种金属氧化物电极钛基体的酸蚀处理方法，避免了传统草酸刻蚀过程中煮沸高温及酸雾对操作人员身体的影响，操作环境安全、环保，而且还可以改善金属氧化物活性涂层与基体之间的结合力，增强金属氧化物电极的稳定性，提高氧化物电极的表面电化学活性和活性金属氧化物的利用率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种金属氧化物电极钛基体的酸蚀处理方法，具体包括如下步骤：

1)对金属氧化物电极钛基体进行预处理；

2)配制混合酸蚀溶液；

3)将预处理后的钛基体置于混合酸蚀溶液中；

4)将混合酸蚀溶液置于超声波清洗机中进行清洗；

5)取出钛基体清洗晾干。

进一步地，所述步骤1)中的预处理为喷砂处理，所述喷砂处理的砂为钢砂、棕刚玉、白刚玉、石英砂中的至少一种，通过对钛基体进行喷砂处理，得到宏观粗糙的表面，同时去除钛基体表面的氧化钛，使钛基体和金属氧化物活性层之间具有良好的电导性。

进一步地，所述步骤1)中的钛基体为国标TA1或TA2的纯钛，或为钛板、钛网、钛管、钛棒、钛丝，用于防止钛基体发生电化学腐蚀，且能够增强钛基体与涂层之间的结合力。

进一步地，所述步骤2)中的混合酸蚀溶液至少包括浓度为1％～5％的氢氟酸，浓度为10％～50％的硝酸，浓度为1％～10％的盐酸，浓度为1％～30％的双氧水中的任意两种。

进一步地，所述步骤4)中的超声波清洗机，其清洗频率为20kHz～30kHz，清洗时间为10～60min。

进一步地，所述步骤5)中钛基体的清洗选用去离子水进行清洗。