[发明专利]一种用于钛基氧化物电极的复合中间层及一种钛基氧化物电极及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于钛基氧化物电极的复合中间层，涉及金属氧化物电极技术领域。本发明所述复合中间层的组成成分包括MnO₂、CeO₂、SnO₂和Sb₂O₃；所述MnO₂和CeO₂以固溶体的形式掺杂于SnO₂和Sb₂O₃中；所述复合中间层中Mn、Ce、Sn和Sb元素的摩尔比为(0.01～0.05):(0.01～0.2):(0.5～1.5):(0.05～0.15)。本发明提供了一种钛基氧化物电极及其制备方法。本发明提供的复合中间层与钛基氧化物电极的钛基体结合良好，并可明显提高钛基氧化物电极的电化学性能、对苯酚的电催化氧化降解能力以及钛基氧化物电极的稳定性和寿命。

技术领域

本发明涉及金属氧化物电极技术领域，特别涉及一种用于钛基氧化物电极的复合中间层及一种钛基氧化物电极及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的加快，大量有机废水对环境污染日益严重，该类废水成分复杂、COD和有毒物质含量高、pH变化范围大，传统的生化处理方法无法有效处理。近年来，电化学氧化水处理技术以其设备简单、操作可控、不易产生二次污染等诸多优点被认为是有望解决有机废水处理难题的有效途径。

Ti/SnO₂-Sb电极材料以较高析氧电位和良好电催化活性在电化学氧化领域引起研究者的极大关注。该类电极寿命较短一直是限制其应用的核心问题。在钛基体和活性层之间添加中间层阻止活性氧和电解液向Ti基体的渗入，同时减缓电极生成导电性不好的TiO₂，是提高电极使用寿命的有效途径。

在钛基形稳阳极研究中，单一中间层有Mn、Ni、Co等，添加单一中间层对改善SnO₂电极性能的效果不够理想，虽然电极的稳定性及寿命有所提高，但电极电催化性能却明显降低。因此，中间层研究发展为复合中间层，如铱钛氧化物，锡锑氧化物等。铱钛氧化物复合中间层因为采用贵金属且制备工艺复杂，导致电极制作成本过高，难以实现工业化生产。锡锑氧化物因其价格低廉和制备工艺纯熟，被认为是很有应用前景的电极复合中间层，多用于钛基MnO₂和PbO₂电极的制备中，效果良好。但锡锑中间层无法直接作为钛基锡系电极的中间层，目前该类电极的中间层多为Mn、Fe等单一金属氧化物，其与钛基体的结合力及电极电催化效果均不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于钛基氧化物电极的复合中间层及一种钛基氧化物电极及其制备方法。本发明提供的复合中间层与钛基体结合良好，并可明显提高钛基氧化物电极的电化学性能、对苯酚的电催化氧化降解能力以及钛基氧化物电极的稳定性和寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种用于钛基氧化物电极的复合中间层，所述复合中间层的组成成分包括MnO₂、CeO₂、SnO₂和Sb₂O₃；所述MnO₂和CeO₂以固溶体的形式掺杂于SnO₂和Sb₂O₃中；所述复合中间层中Mn、Ce、Sn和Sb元素的摩尔比为(0.01～0.05):(0.01～0.2):(0.5～1.5):(0.05～0.15)。

优选地，所述复合中间层的厚度为3～7μm。

本发明提供了一种钛基氧化物电极，包括钛基体、活性层和以上技术方案所述的复合中间层；所述复合中间层位于钛基体和活性层之间；所述活性层为SnO₂-Sb-La复合层。

本发明提供了以上技术方案所述钛基氧化物电极的制备方法，包括以下步骤：