本實(shí)用新型涉及一種電極材料,具體涉及一種鈦電極材料。屬于電化學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
鈦電極具有無比卓越的性能,在諸多電解工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,與傳統(tǒng)的石墨電極、鉛基合金電極相比,其具有電流密度高,工作壽命長,耐腐蝕性強(qiáng),重量輕,精度高,基體可反復(fù)使用等很多優(yōu)點(diǎn)。特別是,鈦電極可用于氯堿工業(yè)、氯酸鹽工業(yè)、次氯酸鹽工業(yè)和高氯酸鹽的生產(chǎn)等,應(yīng)用領(lǐng)域涉及化工、冶金、水處理、環(huán)保、電鍍和電解有機(jī)合成等行業(yè)。
電極是電化學(xué)設(shè)備的核心部件,起著電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的作用,因此電極的好壞直接關(guān)系到電化學(xué)設(shè)備的效率。如何通過結(jié)構(gòu)和材料改良提高電極的活性和壽命具有非常重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種鈦電極材料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
一種鈦電極材料,包括管狀的基體和依次覆蓋在其表面的第一涂層和第二涂層,所述基體為多孔鈦,所述第一涂層沿基體表面均分為三部分,依次為三氧化二銻層、二氧化釕層和氧化鈀層,這三部分沿基體軸向分布,所述第二涂層為二氧化銥層。
優(yōu)選的,所述第一涂層和第二涂層的總厚度為30~80μm,兩者厚度比為2~3:1。
優(yōu)選的,三氧化二銻層、二氧化釕層和氧化鈀層的厚度相同。
優(yōu)選的,所述多孔鈦的孔徑為30~100μm,孔隙度為30~40%。
本實(shí)用新型的有益效果:
本實(shí)用新型以多孔鈦管為基體,在其表面依次刷涂形成第一涂層和第二涂層,其中,第一涂層沿基體表面均分為三部分,依次為三氧化二銻層、二氧化釕層和氧化鈀層,這三部分沿基體軸向分布,第二涂層為二氧化銥層。由于基體為多孔材料,第一涂層的成分(三氧化二銻、二氧化釕和氧化鈀)可以均勻分散在基體的外表面以及基體孔內(nèi)表面,使得所得電極材料具有優(yōu)異的催化活性和良好的傳質(zhì)效果。第一涂層外部還刷涂了第二涂層(二氧化銥),增強(qiáng)了電極材料的耐腐蝕性,能夠抵擋酸、堿或鹽的腐蝕,從而提高了使用壽命。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,1為基體,2為三氧化二銻層,3為二氧化釕層,4為氧化鈀層,5為二氧化銥層。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的闡述,應(yīng)該說明的是,下述說明僅是為了解釋本實(shí)用新型,并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。
實(shí)施例:
如圖1所示,本實(shí)用新型的一種鈦電極材料,包括管狀的基體1和依次覆蓋在其表面的第一涂層和第二涂層,基體1為多孔鈦,第一涂層沿基體表面均分為三部分,依次為三氧化二銻層2、二氧化釕層3和氧化鈀層4,這三部分沿基體軸向分布,第二涂層為二氧化銥層5。其中,第一涂層和第二涂層的總厚度為30μm,兩者厚度比為2:1。三氧化二銻層2、二氧化釕層3和氧化鈀層4的厚度相同。多孔鈦的孔徑為30μm,孔隙度為30%。
上述的一種鈦電極材料的制備方法,包括步驟:
(1)真空燒結(jié)多孔鈦管,并對多孔鈦管進(jìn)行表面預(yù)處理,除去油污以及表面的氧化膜,形成麻面的新鮮基體;
(2)分別配制三氧化二銻、二氧化釕和氧化鈀涂液,基體表面均分為三部分,依次刷涂所述的三種涂液,100℃干燥2小時,300℃條件下熱處理2小時,冷卻至室溫,形成的三氧化二銻、二氧化釕和氧化鈀涂層沿基體軸向分布,此為第一涂層;
(3)配制二氧化銥涂液,在第一涂層表面刷涂二氧化銥涂液,100℃干燥2小時,450℃條件下熱處理0.5小時,冷卻至室溫,形成二氧化銥涂層,此為第二涂層;
(4)450℃條件下熱處理0.5小時,即得。
其中,步驟(1)中,表面預(yù)處理的具體方法是:將噴砂處理的多孔鈦管置于去離子水中超聲清洗10分鐘,除去水分后在50℃的酸液中酸洗5分鐘,最后在去離子水中超聲清洗10分鐘,置于真空烘箱中烘干即可;其中,酸液是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為37%和98%的濃鹽酸和濃硫酸按照體積比2:1配制得到。噴砂處理的具體方法是:噴砂機(jī)噴嘴壓力為0.3MPa,采用70目Al2O3磨料,以60°進(jìn)行噴射,噴嘴距多孔鈦管表面的距離為1cm,處理時間為5s。
步驟(2)的涂液為三氧化二銻、二氧化釕或氧化鈀均勻分散于有機(jī)溶劑中而得,三氧化二銻、二氧化釕或氧化鈀與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:10。
步驟(3)的涂液為二氧化銥均勻分散于有機(jī)溶劑中而得,二氧化銥與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:10。
步驟(2)和(3)中所采用的分散方法為超聲分散5分鐘,有機(jī)溶劑為正丁醇。
上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制,在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。