[发明专利]一种类核壳结构Al@(TiB2

说明书

本发明公开一种类核壳结构Al@(TiB₂+Ti₄O₇)‑PbO₂阳极板及其制备方法，属于湿法冶金和电化学冶金技术领域。本发明所述Al@(TiB₂+Ti₄O₇)‑PbO₂阳极板主要包括Al金属板载体，TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层和PbO₂活性催化层。本发明所述方法，首先制备TiB₂+Ti₄O₇混合陶瓷粉末；然后在经表面粗化刻蚀后的Al板上先预喷涂NiAl系打底层，紧接着喷涂TiB₂+Ti₄O₇陶瓷中间过渡层，以制备Al@(TiB₂+Ti₄O₇)类核壳结构电极基体；最后采用电沉积法，在其表面电沉积PbO₂活性催化层。本发明所制备的阳极板具有催化活性高、成本低廉、使用寿命长、适应性广等优点。

技术领域

本发明涉及一种类核壳结构Al@(TiB₂+Ti₄O₇)-PbO₂阳极板及其制备方法，属于湿法冶金和电化学冶金技术领域。

背景技术

有色金属己成为决定一个国家经济、科学技术、国防建设等发展的重要物质基础，也是提升国家综合实力和保障国家安全的关键战略性资源。而在现今的有色金属行业中，随着金属矿石品质的不断降低，湿法冶金正以其独特的优势成为有色金属提取的主要方式之一，而湿法冶金自身也存在着对能源、环境和资源的大量消耗，因此它备受人们所重视。就目前而言，大约有20-30种金属的工业化大规模提炼以及生产均是以湿法冶金的电化学过程为主，而作为湿法冶金工业电化学体系中“心脏”器官的电极材料，其选择和制备一直是实现工业化生产的瓶颈问题所在。

在当前湿法冶金和电化学工业中常用的阳极材料主要有Pb合金电极、Ti基金属氧化物涂层电极以及石墨电极等，其中Pb-Ag合金电极和Ti基涂层电极的应用最为广泛。Pb-Ag合金电极被广泛用于硫酸及硫酸盐介质、中性介质和铬酸盐介质等环境中，在湿法冶金领域一直占有非常重要的地位。但不可否认由于Pb阳极质量大、强度低、内阻高，特别是表面靠电解过程这一自然方式形成的氧化膜催化层疏松、多孔，易于脱落；Ti基涂层电极具有尺寸稳定、耐腐蚀、重量轻和高强度的优点，在氯碱行业中应用广泛，具有良好的前景和发展方向。但是Ti电极的内阻较大，导致其电解能耗较大，而且Ti电极主要以铱、钌、钽等稀贵金属氧化物作为活性催化涂层原料，原料成本较贵，涂层在硫酸电解过程中易脱落失效。

Al因其良好的导电性，以及具有即使在电沉积过程中被浸蚀也不会毒化电解液、污染阴极析出产品等优点，而受到研究者们的广泛关注。然而，所有的研究均未能解决在长期电沉积过程中新生态氧原子和酸液沿着涂层孔隙扩散到基体表面形成氧化物绝缘层或基体被浸蚀使阳极失效的问题。因此，如何进一步的提升新型电极的性能，就需从如何降低涂层电极基体的电阻率，同时保护低电阻率的基体在电沉积过程中不被浸蚀的问题入手。