申請(qǐng)日2014.11.10

　　公開(公告)日2015.05.06

　　IPC分類號(hào)C02F1/461

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法。該方法包括以下步驟：Ti基體預(yù)處理步驟、Ebonex中間層制備步驟及Ti/Ebonex/PbO2電極制備步驟，其中，所述Ti基體預(yù)處理步驟，采用300～500目的金剛砂進(jìn)行噴砂處理;Ebonex中間層制備步驟，在保護(hù)氣氛下，將亞氧化鈦粉末以等離子噴涂的方式制備;Ti/Ebonex/PbO2電極制備步驟，在所述制備的Ti/Ebonex電極為基體電極，通過電沉積得到。通過以上方法制備的Ti/Ebonex/PbO2電極具有極其優(yōu)良的穩(wěn)定性和優(yōu)異的電催化活性。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，該方法包括以下步驟： Ti基體預(yù)處理步驟、Ebonex中間層制備步驟及Ti/Ebonex/PbO2電極制 備步驟，其中，所述Ti基體預(yù)處理步驟，采用300～500目的金剛砂進(jìn) 行噴砂處理;所述Ebonex中間層制備步驟，在保護(hù)氣氛下，將亞氧化 鈦粉末以等離子噴涂的方式制備;所述Ti/Ebonex/PbO2電極制備步驟， 在所述制備的Ti/Ebonex電極為基體電極，通過電沉積得到。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特 征在于，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述的保護(hù)氣氛為還原性或 惰性保護(hù)氣氛。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特 征在于，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述還原性或惰性保護(hù)氣氛 選自氦氣、氮?dú)�、氬氣或氫氣�?/P>

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特 征在于，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述亞氧化鈦粉末為化學(xué)式 TinO2n-1所示出的化合物或者以化學(xué)式TinO2n-1所示出的化合物為主要 成份的混合物，其中，n選自3

　　5.根據(jù)權(quán)利要4所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特征 在于，所述Ebonex中間層制備步驟中，所述亞氧化鈦粉末為Ti4O7或 Ti5O9，或者，以Ti4O7或Ti5O9為主要成分的混合物。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特 征在于，在所述電沉積步驟中，電沉積液配方為：200mg L-1Pb(NO3)2; 0.5mg L-1NaF;0.1mmol L-1HNO3。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，其特 征在于，在所述電沉積步驟中，電沉積參數(shù)為：沉積電流為200Am-2， 電極間距為1～3cm。

　　8.一種Ti/Ebonex/PbO2電極，其特征在于，按照權(quán)利要求1～7中 任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的Ti/Ebonex/PbO2電極，其特征在于，所 述亞氧化鈦層厚度為200μm。

　　10.一種污水深度處理方法，其特征在于，采用權(quán)利要求8或9 所述的Ti/Ebonex/PbO2電極為陽極進(jìn)行電解。

　　說明書

　　用于污水深度處理的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種用于污水深度處理的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備 方法，采用Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法制備得到的Ti/Ebonex/PbO2電極，使用Ti/Ebonex/PbO2電極進(jìn)行污水深度處理的方法，屬于水處 理電化學(xué)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)藥的需求逐漸增加�，F(xiàn)代農(nóng)藥品種繁多， 但生產(chǎn)農(nóng)藥的過程產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水。農(nóng)藥廢水水質(zhì)復(fù)雜，其主 要特點(diǎn)是：1)污染物濃度較高，COD(化學(xué)需氧量)可達(dá)每升數(shù)萬毫克; 2)毒性大，廢水中除含有農(nóng)藥和中間體外，還含有酚、砷、汞等有毒物 質(zhì)以及許多生物難以降解的物質(zhì);3)有惡臭，對(duì)人的呼吸道和粘膜有刺 激性;4)水質(zhì)、水量不穩(wěn)定。因此，農(nóng)藥廢水對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重。 農(nóng)藥廢水處理的目的是降低農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中污染物濃度，提高回收利 用率，力求達(dá)到無害化，不過處理技術(shù)尚不完善。常用的方法很多， 包括生化法、吸附法、萃取法、液膜分離法和氧化法等。

　　電催化氧化法能夠提高廢水的可生化性、可將有毒害的有機(jī)物轉(zhuǎn) 化為低毒無害的物質(zhì)，同時(shí)還具有操作簡單、反應(yīng)條件溫和、無二次 污染等優(yōu)點(diǎn)，因此電催化氧化法具有很好的應(yīng)用前景。利用電催化氧 化法降解有機(jī)污染物的核心問題之一就是制備高性能的電極材料，尤 其是開發(fā)具有催化活性高、導(dǎo)電性好、穩(wěn)定性強(qiáng)的陽極材料。研究能 滿足工業(yè)生產(chǎn)的陽極材料一直是人們關(guān)注的課題。經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)， 鈦基二氧化鉛電極化學(xué)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性能好，析氧過電位較高，是一 種性能良好、價(jià)格便宜的不溶性陽極材料。由于金屬鈦耐腐蝕、質(zhì)量 輕、強(qiáng)度大，并且鈦的熱膨脹率與二氧化鉛的熱膨脹率接近，有利于 解決由溫度變化引起的電沉積層脫落問題。

　　鈦基二氧化鉛電極失效的一個(gè)主要原因是電解過程中產(chǎn)生的新生 態(tài)氧原子擴(kuò)散到鈦基體表面形成TiO2絕緣層，容易導(dǎo)致表面活性層脫 落。因此，在鈦基體和表層活性層之間設(shè)計(jì)一層中間過渡層，防止TiO2絕緣層的形成，從而增加電極的穩(wěn)定性和延長壽命。中間層應(yīng)該具備 三個(gè)基本條件：1)能夠與鈦基體和活性層緊密結(jié)合;2)耐強(qiáng)酸腐蝕及抵 抗新生態(tài)氧侵蝕;3)良好的導(dǎo)電性。貴金屬Pt、Pd及Ag等作為中間 層電極的穩(wěn)定性明顯提高，但是貴金屬價(jià)格高昂，限制了其工業(yè)化應(yīng) 用。因此，以賤金屬氧化物作為中間層更有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，吸引了研 究者們的關(guān)注。目前，以類中間層的研究已經(jīng)取得不少成果，其中研 究最廣泛為SnO2-Sb中間層。SnO2與TiO2和β-PbO2都屬于金紅石型 晶系，其晶胞尺寸處于TiO2和β-PbO2之間。因此，以SnO2作為中間 過渡層具有兩方面的優(yōu)點(diǎn)：1)SnO2可降低TiO2和β-PbO2之間由于晶格 不匹配產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力;2)SnO2易與TiO2形成固溶體，從而阻止TiO2絕 緣層的形成。然而，SnO2-Sb層主要通過溶膠-凝膠工藝制備，需要反 復(fù)培燒，工藝繁瑣，且容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，不利于于工業(yè)大規(guī)模生 產(chǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，該 方法包括以下步驟：Ti基體預(yù)處理步驟、Ebonex中間層制備步驟及 Ti/Ebonex/PbO2電極制備步驟，其中，所述Ti基體預(yù)處理步驟，采用 300～500目的金剛砂進(jìn)行噴砂處理;所述Ebonex中間層制備步驟，在 保護(hù)氣氛下，將亞氧化鈦粉末以等離子噴涂的方式制備;所述 Ti/Ebonex/PbO2電極制備步驟，在所述制備的Ti/Ebonex電極為基體電 極，通過電沉積得到。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，所述Ebonex中間 層制備步驟中，所述的保護(hù)氣氛為還原性或惰性保護(hù)氣氛。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，所述Ebonex中間 層制備步驟中，所述還原性或惰性保護(hù)氣氛選自氦氣、氮?dú)�、氬氣�?氫氣。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，所述Ebonex中間 層制備步驟中，所述亞氧化鈦粉末為化學(xué)式TinO2n-1所示出的化合物或 者以化學(xué)式TinO2n-1所示出的化合物為主要成份的混合物，其中，n選 自3

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，所述Ebonex中間 層制備步驟中，所述亞氧化鈦粉末為Ti4O7或Ti5O9，或者，以Ti4O7或Ti5O9為主要成分的混合物。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，在所述電沉積步 驟中，電沉積液配方為：200mg L-1 Pb(NO3)2;0.5mg L-1 NaF;0.1mmol L-1 HNO3。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極的制備方法，在所述電沉積步 驟中，電沉積參數(shù)為：沉積電流為200A m-2，電極間距為1～3cm。

　　本發(fā)明還提供一種Ti/Ebonex/PbO2電極，按照上述的制備方法制 備得到。

　　本發(fā)明所述的Ti/Ebonex/PbO2電極，所述亞氧化鈦層厚度為 200μm。

　　本發(fā)明進(jìn)一步提供一種污水深度處理方法，采用本發(fā)明所述的 Ti/Ebonex/PbO2電極為陽極進(jìn)行電解。

　　本發(fā)明人經(jīng)潛心研究，發(fā)現(xiàn)等離子體噴涂技術(shù)制備的Ebonex中間 層穩(wěn)定，亞氧化鈦粉末與Ti基本結(jié)合力較強(qiáng);以Ti/Ebonex電極為基 體電極沉積得到的Ti/Ebonex/PbO2電極具有良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的催 化活性，進(jìn)而，電極壽命顯著提高。通過本發(fā)明制備的電極，化學(xué)穩(wěn) 定性及導(dǎo)電性能好，析氧過電位較高，是一種性能良好、價(jià)格便宜的 不溶性陽極材料。并且鈦的熱膨脹率與二氧化鉛的熱膨脹率接近，有 利于解決由溫度變化引起的電沉積層脫落問題。通過本發(fā)明的制備方 法，不需要反復(fù)培燒，工藝簡單，且容易制備均勻的中間層，能夠應(yīng) 用于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，降低農(nóng)藥生產(chǎn)廢水中污染物濃度， 提高回收利用率，達(dá)到無害化。