[发明专利]一种水处理用钛阳极板及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水处理用钛阳极板(Ti‑TiO₂.TNTs‑RuO₂+SnO₂‑SnO₂+Sb₂0₃)，通过电解氧化方法在钛基板上形成主要成分是TiO₂的纳米管阵列(Ti.TNTs)基层，再通过浸渍热氧化法在基层上制备主要成分是钌锡氧化物的中间层(RuO₂+SnO₂)，最后通过“电化学共沉积+高温氧化”法在中间层上制备主要成分是锡锑氧化物的活性层(SnO₂+Sb₂0₃)。TiO₂纳米管基层可以抑制钛基板钝化，钌锡氧化物的中间层可以提高钛阳极板的电化学性能和电催化稳定性，能有效阻止氧化活性物质和电解液的渗透，电化学共沉积法制备的锡锑活性层，有更多的电催化活性点数，各层之间能形成固熔体，具有高强的结合力，使得本发明所述的一种水处理用钛阳板具有优异的电化学活性和使用寿命，具有高效的废水处理能力和耐酸碱废水冲刷。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，涉及一种阳极材料及其制备方法，尤其涉及一种水处理用钛阳极板及其制备方法。

背景技术

伴随着工业的迅速发展，废水的排放量也日益增多，其成分趋向复杂化，同时排放标准的提高，高效水废水处理方法已经变得越来越重要。采用DSA电极(钛基活性氧化物涂层电极)的电化学法废水处理技术，不需要添加强氧化剂即具有强氧化特性，处理过程无二次污染，可以高效处理有毒、高浓度、难降解的废水等优点，得到广泛的关注。

电极是影响废水处理效果最关键因素，DSA电极的阳极材料的性能决定了电化学法废水处理技术的发展，应该具备耐腐蚀、电催化活性高和使用寿命长等特点。在成分复杂的污水中，钛阳极的钝化、涂层消耗及脱落都会导致阳极失去活性，降低DSA电极的使用寿命。钛阳极的钝化是阳极产生的活性氧扩散到钛基体，在基体表面形成钝化膜，使基体与涂层间的结构发生破坏，使导电性能下降，这就需要涂层具有良好的致密性；涂层消耗是钛阳极的金属氧化物涂层参与了直接氧化过程，这就要求涂层除了具有高效的活化性能外还需要有良好的电化学稳定性；涂层的脱落是污水对钛阳极板的长时间冲刷，导致涂层自身脱落或剥离，这就需要钛阳极具有良好的抗冲刷强度，钛基板和涂层之间需要具有良好的结合能力。

而现有的钛阳极板都不同时具有以上的特性，往往不能满足电化学法废水处理技术对钛阳极板性能的要求。

发明内容

针对以上要求，本发明通过电解氧化方法在钛基板上形成TiO₂的纳米管阵列保护基层，浸渍热氧化法制备了含钌锡氧化物的中间层，“电化学共沉积+高温氧化”法制备了锡锑氧化物的活性层，提供了一种水处理用钛阳极板Ti-TiO₂.TNTs-RuO₂+SnO₂-SnO₂+Sb₂0₃，在钛基板上，从里到外依次制备有基层、中间层和活性层；所述基层主要成分是TiO₂的纳米管阵列TiO₂.TNTs，所述中间层主要成分是钌和锡的氧化物RuO₂+SnO₂，所述活性层主要成分是锡和锑的氧化物SnO₂+Sb₂0₃。

一种水处理用钛阳极板的制备方法，包括以下过程：

1、钛基板的预处理：对钛基板进行表面喷砂处理，清洗干净后放入60-90℃浓度为10％-20％的氢氧化钠溶液中，持续1-2h去除表面的油污，取出冲洗干净再放入微沸的饱和草酸溶液中刻蚀2-3h，超声清洗干净后，取出放入1％-5％的草酸溶液中待用。预处理后的钛基板表面洁净无氧化层，为后续在其表面电解氧化制得细密有序排列的TiO₂纳米管基层做准备。