[发明专利]一种铜基亚氧化钛电极板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜基亚氧化钛电极板的制备方法，电极材料制备技术领域。

背景技术

钛电极尺寸稳定、耐腐蚀性好、质量轻、强度高，被迅速而成功地用于氯碱工业，但是钛电极的内阻大，而且钛电极主要以铱、钌等稀贵金属氧化物作为活性涂层原料，不仅成本昂贵，而且在硫酸电解过程中涂层易脱落失效。铅电极作为工业中广泛用使用的阳极材料，在硫酸体系中操作稳定、表面氧化物即使破损也能自行恢复，但铅合金电极内阻大、易溶解、重量大、强度低、已发生弯曲变形等致命缺点。为了弥补钛电极和铅电极的不足，采用密度小、成本低、电导率高、阳极电位低、机械加工性能好的铜电极材料。同时，为了保证铜板表面的稳定性，需要在其表面制备特殊的导电保护层，这一保护层需要具有高导电性和耐酸腐蚀性。

Ti₄O₇属于Magneli相氧化钛物质，在室温下具有良好的导电性能，同时亚氧化钛（Ti₄O₇）本身就是一种极好的活性物质；Ti₄O₇具有优良的导电性，高的耐酸碱腐蚀性和耐蚀性，低的析氧电位、寿命长、不易溶解，作为电极材料具有良好的催化活性和与催化剂的相容性。Ti₄O₇在高电流密度、高酸条件下不钝化不腐蚀而优于石墨和钛金属，已作为电极用于电积锌，金属回收，电解氧化锰，金属箔生产以及印刷线路板蚀刻液的回收处理再利用。

本发明的目的在于克服钛、铅电极板内阻较大的不足，而提供一种高导电、耐腐蚀的铜基亚氧化钛电极板，该种铜基亚氧化钛电极板可用作电积锌，金属回收，电解氧化锰等电化学过程中的极板。

发明内容

本法的目的在于提供一种铜基亚氧化钛电极板，所述铜基亚氧化钛电极板由铜金属板载体和处于铜金属板表面的亚氧化钛薄膜，亚氧化钛薄膜的主要成分为Ti₄O₇、TiO₂，Ti₄O₇含量不低于亚氧化钛薄膜总质量的50%。

优选的，本发明所述亚氧化钛的薄膜厚度为70~150μm。

本法的另一目的在于提供所述铜基亚氧化钛电极板的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）对铜金属板载体进行清洗、喷砂处理；

（2）在铜基载体表面采用等离子喷涂法制备亚氧化钛薄膜，将Ti₄O₇粉末熔化后喷涂到铜金属板载体表面上得到高导电性的亚氧化钛薄膜。

优选的，本发明步骤（1）所述喷砂处理中砂（石英砂）的粒度为100~500μm。

优选的，本发明步骤（2）中等离子喷涂法中：保护气为氩气和氮气，氮气流速为1800~2000L/h，氩气流速为1800~2000/h，喷涂功率为32~36kW，送粉电位为12~16V，喷涂距离为10~14cm，喷射角为90°。

优选的，本发明步骤（3）中亚氧化钛粉末的粒度为微米级，粒径在1~100μm之间。

本发明所述清洗为常规清洗，依次用碱、硝酸、清水进行清洗。

本发明所述铜基亚氧化钛电极可用作高能铅酸蓄电池正极板栅、双极性电池极板和湿法冶金等领域电极材料。

本发明的有益效果：

和现有技术相比，本发明采用等离子喷涂将亚氧化钛粉末喷涂到铜金属板载体表面，由于铜的内阻小，可以降低再生产过程中的电损，达到节能的目的；密度比铅合金的小，减轻搬运的负担；铜的价格比钛合金、铅合金的低，可以大大降低原材料的成本。本发明采用的工艺较为简单，直接在铜金属板载体表面进行喷涂，即可获得与铜金属板结合良好、高导电、机械强度高和耐蚀性好的亚氧化钛薄膜，该铜基亚氧化钛板可用于电积锌，金属回收，电解氧化锰，金属箔生产以及印刷线路板蚀刻液的回收处理再利用，还可用作高能铅酸蓄电池正极板栅、双极性电池极板和其他相关电化学极板。

附图说明

图1是铜基亚氧化钛制备流程示意图。

图2是实施例1(a)、2(b)、3(c)制备的亚氧化钛薄膜的XRD图谱。

图3是实施例1(a)、2(b)、3(c)制备的亚氧化钛薄膜的SEM图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1