[发明专利]一种多孔二氧化铅材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔二氧化铅材料的制备方法。

背景技术

二氧化铅材料有较好的形态、结构、光学及机械性能，其化学性质稳定，耐多种强酸腐蚀。二氧化铅作为不溶性阳极材料，在水溶液中电解时，具有较高的析氧电位、抗氧化能力强、耐蚀性好等优点，引起了国内外科研工作者的广泛关注。二氧化铅材料作为不溶性阳极材料，被广泛应用于化学工业生产、湿法冶金、废水处理等领域。传统的二氧化铅材料的制备，采用金属钛作为基体（金属钛的膨胀系数与二氧化铅材料相近），通过特殊的化学溶液处理后，在含铅离子的酸性溶液中，电解得到二氧化铅材料。近年还有采用钢铁、不锈钢作为二氧化铅材料金属基体材料；用陶瓷、ABS塑料作为二氧化铅材料非金属基体材料的报道。然而在上述基体材料上制备出的二氧化铅材料为棒状或平板状，比表面积较小，不能完全满足电解生产的需要。

发明内容

本发明目的在于提供一种多孔二氧化铅材料的制备方法，制备的多孔二氧化铅材料具有一定机械强度，比体积大，比表面积大，通孔率高。

为达到上述目的，采用的技术方案如下：

一种多孔二氧化铅材料的制备方法，包括对聚氨酯海绵基底依次进行除油、粗化、中和、预浸和化学氧化处理后作为阳极，以纯铅板作阴极进行电化学氧化处理，最后固化，干燥得到多孔二氧化铅材料；所述电化学氧化过程加入了邻苯甲酰磺酰亚胺钠；所述的聚氨酯海绵基底开孔为2～5mm，海绵丝的直径在0.1～0.25mm，孔隙率85～95%。

按上述方案，所述电化学氧化处理采用硝酸铅180-330g/L、邻苯甲酰磺酰亚胺钠2-4g/L的酸性混合溶液；阳极电流密度8～20A/dm2，温度控制在45℃。

按上述方案，所述的除油处理是将聚氨酯海绵基底浸泡于氢氧化钠、碳酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚的混合水溶液中。

按上述方案，所述的粗化处理是将聚氨酯海绵浸泡于强酸性溶液中；强酸性溶液为硫酸、重铬酸钾两种物质的混合水溶液；或硫酸、铬酐两种物质的混合水溶液。

按上述方案，所述的中和处理是将粗化后的聚氨酯海绵置于碳酸钠溶液中浸泡。

按上述方案，所述的预浸处理是将中和处理过的聚氨酯海绵在预浸溶液中浸泡；所述的预浸液为硫代硫酸铵和氨水的混合液。

按上述方案，所述的化学氧化处理是将预浸后的聚氨酯海绵在化学氧化溶液中浸泡；所述的化学氧化溶液为醋酸铅、硫代硫酸铵、氨水的混合溶液。

除油步骤处理，除去聚氨酯海绵表面的油污，使下一步骤的粗化过程更加均匀；粗化步骤处理，使聚氨酯海绵的表面微观粗糙，增大其表面积，增加基体与二氧化铅层的结合强度；中和聚氨酯海绵表面可能未清洗干净的酸性溶液，避免六价铬离子或硫酸根离子带入预浸溶液，造成预浸溶液分解、失效；在聚氨酯海绵表面采用化学氧化的方法，得到了具有导电功能的二氧化铅层；然后在电化学氧化溶液中，使用上述方法处理过的聚氨酯海绵作阳极，纯铅板作阴极进行电化学氧化，得到具有三维多孔结构的二氧化铅材料，电化学氧化时间根据所需要的二氧化铅层的厚度而定。

本发明的有益效果：

电化学氧化溶液成分简单，易于调配；特殊化学添加剂邻苯甲酰磺酰亚胺钠的加入，使二氧化铅层的微观形貌更加粗糙，表面积进一步加大；用上述方法制备的多孔二氧化铅材料，硬度高，比表面积巨大，是理想的不溶性阳极材料。

附图说明

图1：实例1中制备的多孔二氧化铅材料样品（添加了邻苯甲酰磺酰亚胺钠）。

图2：实例1中制备的多孔二氧化铅材料样品（未添加邻苯甲酰磺酰亚胺钠）。

图3：实例2中制备的多孔二氧化铅材料样品表面形貌（400倍）。

具体实施方式

以下实施例作为本发明技术方案的进一步解释，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

试样制备：选取开孔为3～5mm，海绵丝的直径在0.15～0.25mm，孔隙率90～95%的聚氨酯海绵为基体，将其裁剪为150×50×5mm的长方体备用。

除油：将裁剪成型的试样，浸泡于氢氧化钠8g/L、碳酸钠45g/L、辛基酚聚氧乙烯醚1g/L的混合溶液中，温度25℃，浸泡时间20分钟。

粗化：将除油后的试样，浸泡于硫酸100ml/L和铬酸80g/L的混合溶液中，温度为25℃，浸泡时间10分钟。

中和：将粗化后的聚氨酯海绵在10g/L的碳酸钠溶液中浸泡15分钟，温度为30℃。

预浸：将中和后的聚氨酯海绵，置于预浸溶液中浸泡10分钟，温度25℃，为所述预浸液的组成为：硫代硫酸铵50g/L和氨水20ml/L。