[发明专利]一种超长寿命钛基二氧化锡电极的制备方法

说明书

本发明为纳米TiC修饰的超长寿命多孔Ti/Sb‑SnO₂电极制备及其性能研究，该制备方法以钛板为基体，丙酮超声及酸洗碱洗后，引入TiC纳米粒子均匀分散在沉积液中，采用溶胶电沉积制备Ti/Sb‑SnO₂电极，煅烧后形成多孔结构，提高催化性能，有效延缓工业废水渗透电极内部。多孔结构使电极具有高比表面积，加快电子传输，暴露更多活性位点，缩短羟基自由基与污染物的传质距离，提高降解速率，降低电极材料的腐蚀速率，为延缓电极寿命提供一种新的思路。本发明制备的电极工艺简单，寿命大幅提高的同时保持优异的能源利用率，适合工业化应用。

技术领域

本发明属于电催化氧化技术领域，特别涉及一种超长寿命钛基二氧化锡电极的制备方法，该超长寿命钛基二氧化锡电极可用于处理工业废水中的有机污染物。

背景技术

工业废水中大量难降解有机污染物的处理成为急需解决的难题。目前，电化学高级氧化技术具有能产生羟基自由基，易制备，能耗低，无二次污染等优点，是最具前景的处理技术，实现“碳中和”的重要途径。

阳极是产生羟基自由基的重要场所，其电氧化性能和寿命直接决定电化学高级氧化技术的处理效率和稳定性。在众多电极材料中SnO₂电极是理想的电极材料之一，具有成本低，污染小，羟基自由基产量高等优点，在电催化氧化技术中有许多优势，电极稳定性差是阻碍SnO₂电极广泛应用的关键问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超长寿命钛基二氧化锡电极的制备方法，以解决电极能源利用率低和寿命短不足的问题，该方法制备的电极稳定性高、耐腐蚀性强、导电性强和电催化性能好，对有机污染物废水处理有很好的效果

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超长寿命钛基二氧化锡电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将钛板进行除油刻蚀预处理；

步骤(2)，配制电沉积液

首先将二氯化锡和三氯化锑以10:1～9:1的摩尔比加入到柠檬酸水溶液中；然后加入明胶搅拌；最后加入TiC纳米粒子，超声并搅拌混合均匀；

步骤(3)，电沉积

以预处理的钛板做阴极，两块镍板作为阳极，在所述电沉积液中电沉积，制备得到纳米TiC修饰的超长寿命多孔Ti/Sb-SnO₂电极。

在一个实施例中，所述步骤(1)，钛板尺寸为长×宽×高＝30mm×50mm×1mm。

在一个实施例中，所述步骤(1)，将所述钛板以丙酮超声0.5～1h，80～85℃下用质量分数15～16％氢氧化钠溶液化学除油1～1.5h，然后用质量分数15～17％的草酸溶液煮沸刻蚀2～2.5h，得到预处理好的钛板。

在一个实施例中，所述步骤(2)，柠檬酸水溶液的浓度为0.29～0.31mol/L，在常温下搅拌1～1.5h后加入明胶。

在一个实施例中，所述步骤(2)，明胶质量分数为1％，TiC纳米粒子摩尔质量分数为1～2％。

在一个实施例中，所述步骤(2)，加入明胶后，60～70℃水浴锅中搅拌0.5～1h。

在一个实施例中，所述步骤(2)，加入TiC纳米粒子后，以50khz的频率超声30～40min。

在一个实施例中，所述步骤(3)，镍板尺寸与钛板尺寸的比例为1.5：1。