[发明专利]一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法与应用，所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料包含金属片，以及间隔分布于金属片表面的若干掺硼金刚石电极片，所述金属片与掺硼金刚石电极片之间含有亚氧化铅涂层；所述亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，或若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面；本发明首创的提供了一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，该分布式掺硼金刚石/金属基复合材料具有由若干掺硼金刚石电极片组合而成，相对于单BDD具有很好的导电性和更大的电化学活性面积，相较于单BDD其耐腐蚀效果更好，具有更加长久的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法和应用，属于

背景技术

金刚石是一种具备优异物理化学性能的材料,其机械强度高,化学稳定性及性能优异，在高强度电流负荷下作用电极表面也不会发生明显变化等特点,使其在电化学应用方面具有广泛的前景。在金刚石膜生长过程中通过掺杂硼元素,使制备的硼掺杂金刚石膜变为半导体或具有金属性质的导体,将其沉积在某些电极基体如钛片、硅片、石墨等表面获得的硼掺杂金刚石电极是近年污水净化处理、电化学生物传感器等领域的重点。与传统电极相比,掺硼金刚石薄膜电极具有窗口宽、背景电流小、电化学稳定性好、机械性能好、耐腐蚀性强、导电性好等诸多优势,在电化学氧化处理污水领域有着很好的前景。

传统的在钛片或者硅片上生长掺硼金刚石的单层电极往往因为热膨胀系数不匹配造成膜易脱落、硅片的导电性不足限制了掺硼金刚石薄膜电极的进一步发展。

近年来电化学工艺的不断进步以及新的电极材料和电极结构的出现为电化学研究提供了更新更有效的解决手段。多层复合电极材料相较于单层电极，其具有更好的导电性和更长的电极使用寿命。对比于单层电极限制的工艺成产尺寸，多层复合电极尺寸更大，多电极组合获得更大的比表面积使得电化学活性更强，效率更高，在兼顾优异的电化学性能的同时扩充了电极的应用范围，使其能应用在更多的领域。

然而目前还没有关于多电极组合的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种长寿命、高导电性和更高的电化学活性的分布式掺硼金刚石/金属基复合材料。

本发明的第二个目的在于提供一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料包含金属片，以及间隔分布于金属片表面的若干掺硼金刚石电极片，所述金属片与掺硼金刚石电极片之间含有亚氧化铅涂层。

本发明首创的提供了一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，该分布式掺硼金刚石/金属基复合材料由若干掺硼金刚石电极片组合而成，相对于单BDD具有很好的导电性和更大的电化学活性面积，相较于单BDD其耐腐蚀效果更好，具有更加长久的使用寿命；而通过在金属片与掺硼金刚石电极片之间引入具有优异导电性的亚氧化铅涂层，可以在确保导电性的基础上，让金属片与掺硼金刚石电极片烧结焊接连接牢固。

优选的方案，所述亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，或若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面。

发明人发现，当亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，然后再于亚氧化铅涂层设置若干掺硼金刚石电极片时，亚氧化铅可以与BDD共同起作用，使得具有更大的活性面积大，而当若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面，再于若干亚氧化铅涂层表面设置相应数量的掺硼金刚石电极片时，可以使掺硼金刚石电极片获得更高的氧化电位。

优选的方案，所述亚氧化铅涂层的厚度为500nm-200μm，优选为50-150μm，发明人发现，亚氧化铅涂层厚度需要有效控制，过厚过薄都会对结合力造成影响。