[发明专利]一种具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板及其制备方法，所述具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板以钛板作为基板，金属铂作为中间层，铱钽锰的混合氧化物作为表面活性层。本发明通过激光表面合金化制作的铂中间层，可以增强钛基和活性涂层的结合力，同时在钛基板上形成一层致密层，可以减缓钛基体的钝化，从而进一步提高钛阳极的寿命；用硝酸锰取代部分贵金属钽盐，通过热分解法制作的铱钽锰活性涂层，不仅可以降低制作成本，也能增强电极的电催化活性，增加电极的稳定性。

技术领域

本发明涉及阳极板领域，尤其涉及一种具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板及其制备方法。

背景技术

金属氧化物涂层的钛电极是一种不溶性电极，在电解海水、废水处理、电镀、电合成、电沉积、阴极保护等方面获得广泛应用。在不溶性的钛阳极上涂覆贵金属涂层，使其具有良好的电催化活性与电化学稳定性，其中铱钽涂层钛阳极,被公认为酸性析氧环境中最理想的阳极材料，但钛基体和表面涂层之间的结合界面处易形成一层钝化膜，易导致电极涂层失效，降低其寿命，且钽价格昂贵，低寿命高成本制约了其应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用价廉的金属替换高价格的钽盐和铱盐制成活性层涂液，来降低其制作成本，通过添加中间层的方式来提高其寿命，公开了一种具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板 (Ti-Pt-IrO₂+Ta₂O₅+MnO₂),以钛板作基板，金属铂为中间层，表面活性层是铱钽锰的混合氧化物，包括质量比为(40.5-44)：(16-18.5)： (6.2-10.6)的二氧化铱、五氧化二钽、二氧化锰。

本发明还公开了上述具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板的制备方法，包含以下步骤：

S1、钛基板的表面处理步骤：先对钛基板进行喷砂表面处理，除去表面的氧化膜，再用除油剂进行除油，除油后用清水冲净，放入氢氧化钠和丙酮的混合溶液进行碱洗，碱洗结束用清水冲净后至于草酸溶液中煮沸刻蚀，酸洗结束后，用清水冲洗待用；

S2、中间层的制备步骤：将铂粉加入粘合剂溶液中，搅拌均匀，涂覆在S1所述处理好的钛基板上，送入激光表面合金化设备进行表面镀层,得到镀铂的钛阳极板(Ti-Pt)；

S3、活性层溶液的制备步骤：将氯铱酸、五氯化钽和硝酸锰完全溶解在有机溶剂中，搅拌混合均匀；

S4、用刷子将S3所述溶液均匀地涂覆于在S2所述的钛阳极板上，加热烘干，待表面烘干后，将钛板放入热处理炉中高温氧化烧结，烧结后将钛板取出空冷至室温，再重复S4所述步骤，涂刷、烘干、氧化烧结若干次，再在同样的温度下缓慢退火处理，得到所述具有中间层的铱钽锰涂层钛阳极板(Ti-Pt-IrO₂+Ta₂O₅+MnO₂)，其中IrO₂、Ta₂O₅、 MnO₂的质量比为(40.5-44)：(16-18.5)：(6.2-10.6)。

优选地、步骤S1中：所述碱洗溶液中氢氧化钠和丙酮的总含量为20-30％，碱洗时间1-2h，所述草酸溶液中草酸含量为10-20％，所述刻蚀时间为2-3h。

优选地、步骤S2中：所述粘合剂溶液为酒精松香溶液、丙酮硼砂溶液、透明胶溶液和环氧树脂溶液中的一种或多种，所述激光表面合金化设备设定的激光扫描速度为10-17mm/s，输出功率为 500-700w。

优选地、步骤S3中：所述氯铱酸和五氯化钽和硝酸锰的质量比为(9.2-10)：(3.1-3.6)：(1-1.7)，所述有机溶液是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、甲醚、乙醚、甲酞胺、松节油中的一种或多种。