[发明专利]基于钛表面复合涂层电极制备酸性氧化电位水的方法

说明书

本发明涉及一种基于钛表面复合涂层电极制备酸性氧化电位水的方法，通过微珠烧结处理将钛珠进行烧结，再依次进行微弧氧化，水热处理，钌盐热处理，得到多孔钛表面微弧氧化钛‑氧化锡‑氧化钌复合涂层电极；利用该复合涂层电极组装电解槽制备酸性氧化电位水，制备效率高；制得的酸性氧化电位水具有良好的抑菌效果，有望在食品加工和餐饮行业得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种电极材料改性技术领域，具体涉及一种基于钛表面复合涂层电极制备酸性氧化电位水的方法。

背景技术

酸性氧化电位水是一种由酸性氧化电位水生成器产生的具有高氧化还原电位(ORP)，低pH值、含低浓度的有效氯(30-70mg/L)的水，该水具有较强的氧化能力和快速杀灭微生物作用，被广泛应用于医疗领域。酸性氧化电位水是通过带有高密度离子隔膜的组合电解槽电解而成，此方法所涉及机理为电解反应，电化学反应原理。在日本，按电解水酸性的强弱可将其分为强酸性电解水和弱酸性电解水生成器，按照日本厚生省监修的食品添加物公定书(第7版；1999)的规定pH范围在5—6.5为微酸性，3～5为弱酸性，3以下为强酸性。日本将酸性氧化电位水生成器由此而分类，可产生pH值在3以下的电解水为强酸性电解水生成器，主要用于医疗领域，也是目前我国的主要产品。产生pH值在3～5的为弱酸性电解水生成器，主要用于食品加工和餐饮行业。我国对该产品技术掌握尚不成熟。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的问题，提供一种基于钛表面复合涂层电极制备酸性氧化电位水的方法，通过在微珠烧结多孔钛表面构建复合涂层电极，组装高密度离子隔膜的组合电解槽，制备酸性氧化电位水，该酸性氧化电位水呈弱酸性，为食品级抑菌水。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

包括如下步骤：

1)微珠烧结处理：将钛珠进行烧结，得到多孔钛A；

2)微弧氧化处理：将步骤1)制备的多孔钛A置于电解液中进行微弧氧化，在多孔钛A的外表面生成二氧化钛微孔结构的微弧氧化涂层，烘干后得到具有微弧氧化钛涂层的多孔钛B；

3)水热处理：将步骤2)得到的多孔钛B浸没于含有锡源的水热溶液中，通过水热处理在多孔钛B的微弧氧化钛涂层外表面生长二氧化锡纳米棒状结构，烘干后得到具有微弧氧化钛-氧化锡复合涂层的多孔钛C；

4)钌盐热处理：将步骤3)得到的多孔钛C表面浸润钌溶液，然后依次进行烘干和热处理，得到多孔钛表面微弧氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层电极；

5)组装电解槽：采用步骤4)中得到的多孔钛表面微弧氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层电极作为电解槽阴阳极，并将电解槽阴阳极与电解电源相连接，在电解槽中央固定放置阳离子交换膜；向电解槽中加入电解液；

6)制备酸性氧化电位水：接通电解电源开关进行电解；电解完成后，收集保存酸性氧化电位水。

进一步地，所述的步骤1)中，钛珠放置于高强石墨模具中进行烧结；钛珠采用直径为200μm～700μm的TA2工业纯钛、TA3工业纯钛、TA4工业纯钛或TC4钛合金。

进一步地，所述的步骤1)中，烧结温度为800～1500℃，烧结时间为1～3h。

进一步地，所述的步骤2)中，电解液是乙二胺四乙酸二钠与氢氧化钠溶于水中形成混合溶液，其中，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.2～0.6mol/L，氢氧化钠的浓度为0.4～0.6mol/L；微弧氧化时，电解液的温度在65～70℃。

进一步地，所述的步骤2)中，以多孔钛A为阳极，以不锈钢板为阴极对多孔钛A进行微弧氧化；微弧氧化的参数如下：微弧氧化采用脉冲电压，正电压为480～500V，负电压为60～80V，微弧氧化脉冲频率为800～1500Hz，微弧氧化的占空比为15％～25％，微弧氧化时间为8～15min。