[发明专利]一种铜基SnO2-Sb2O5-CeO2-TiO2惰性复合阳极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于三价铬镀铬阳极材料技术领域，具体涉及一种三价铬镀铬用铜基SnO_2-Sb₂O₅-CeO₂-TiO₂惰性复合阳极材料的制备方法。

背景技术

三价铬镀铬是新一代镀铬技术的研究热点，具有极高的研究开发价值和广阔的应用前景。但是三价铬镀铬操作又存在许多多问题：（1）三价铬易在阳极氧化为六价铬而毒化镀液；（2）镀液成分复杂、稳定性差，对杂质敏感；（3）镀铬层色泽较暗，无法镀厚铬。研究者对三价铬镀铬工艺的研究发现，阳极起着关键作用，它直接影响镀液的分散能力，稳定性、深镀能力，产品质量及能耗。目前三价铬镀铬研究与应用进展缓慢的主要原因就是现有阳极材料的固有缺陷和不足造成。目前使用和研究的主要为以下四种阳极：

1、铅及铅基合金阳极

铅及铅合金作为三价铬电镀常用的阳极材料，但其在电镀过程中仍然有很多不足，主要表现在：表面容易生成导电性差的铬酸铅，导致槽电压升高；铅氧化物会促使三价铬离子的氧化；铅化合物进入镀液会降低阴极产品质量。为此，研究者开发了Pb-Ag-Ti、Pb-Sn-Ag-Se等多种多元合金阳极。这类阳极机械性能稳定，耐腐蚀性强，使用寿命长，槽电压低，但是任然有有阳极泥产生，Ag回收损失大，成本高。

2、石墨阳极

石墨阳极主要用于氯化物体系中三价铬镀铬，其导电性好，槽电压低，成本低。主要缺点是：（1）无法抑制三价铬的氧化；（2）石墨较脆，难以加工，机械强度低；（4）石墨易溶解产生粉渣污染镀液。

3、镀铂阳极

在一些价格较低的金属基体上镀铂形成镀铂阳极，其中Pt/Ti镀层是三价铬镀铬研究中常用的阳极。但镀铂阳极易导致Cr³⁺氧化成Cr⁶⁺、制作成本高等缺点限制了其应用与发展。

4、钛基涂层阳极

钛基涂层阳极被广泛运用在三价铬镀铬研究中，目前集中研究的钛基涂层电极主要有钛基钌钛氧化膜电极、Ti-IrO₂电极、Ti-PbO₂电极。但钛基涂层阳极价格昂贵，制作工艺复杂，基体与镀层间结合力不稳定，目前仅限于实验室研究，无法在三价铬镀铬工艺中规模化应用。

发明内容

本发明的目的是一种在导电性好的铜基体上制备SnO₂-Sb₂O₅-CeO₂-TiO₂惰性复合阳极材料的方法，该惰性复合阳极材料具有高耐蚀性，高电流效率，高电催化活性等优点，用作三价铬镀铬阳极使用可有效降低槽电压，抑制三价铬的氧化，且制造成本低，可有效克服传统阳极存在的不足。

本发明通过以下技术方案实现：一种铜基SnO₂-Sb₂O₅-CeO₂-TiO₂惰性复合阳极材料的制备方法，经过下列各步骤：

（1）铜基材前处理：采用200目砂纸打磨铜基材，再在50℃下用工业碱性除油剂浸泡1～3分钟进行除油；

所述步骤（1）的工业碱性除油剂为含30g/L磷酸三钠（Na₃PO₄）和12g/L硅酸钠（Na₂SiO₃）的水溶液。

（2）电沉积制备铜基SnO₂-Sb₂O₅-CeO₂-TiO₂惰性复合阳极材料：先配制镀液，并将镀液进行超声波分散20～30分钟；再将步骤（1）中经前处理的铜基材作阳极，以铜板为阴极，在温度50～60℃、阳极电流密度2～3A/dm²、转速220～280r/min的搅拌条件下进行电镀1～2小时，然后阳极经水洗、干燥后，即得到铜基SnO₂-Sb₂O₅-CeO₂-TiO₂惰性复合阳极材料。

所述步骤（2）的镀液为含下列浓度的各组分的水溶液：硝酸亚锡120～150g/L、三乙醇胺2～4g/L、五氧化二锑6～9g/L、二氧化铈4～8g/L、二氧化钛18～24g/L。

所述五氧化二锑的粒度为50～60nm。

所述二氧化铈的粒度为20～30nm。