專利名稱：電化學(xué)合成五氧化二氮用電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極及其制備方法，特別涉及電化學(xué)合成五氧化二氮用電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
電化學(xué)合成法是制備五氧化二氮唯一具有工業(yè)化前景的方法，受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。電 極材料是該方法研究的焦點(diǎn)之一。
在電化學(xué)法合成N205過(guò)程中，Zawadski等人(Roznicki Chemii, 1948, 22: 233-247)和專利 DE884356采用Pt、 Pb等貴金屬分別作為陰、陽(yáng)極，電解過(guò)程的電流效率達(dá)35%，比能為5 kWh/KgN205。但采用這些電極易造成劇烈副反應(yīng)發(fā)生，電解過(guò)程的選擇性差，電流效率低， 能耗較大。
專利US6200456和Harrar等人(J electrochem soc， 1983,130(1): 108-112; J electrochem soc, 1997， 144 (6): 2032-2044)采用鉑片和Ir02涂層鈦電極(一種DSA陽(yáng)極)作為電極材料對(duì)電化學(xué) 合成N205工作進(jìn)行了研究，采用Tafel曲線對(duì)不同電極材料催化氧化硝酸溶液中N204的過(guò) 氧電位進(jìn)行考察，結(jié)果表明無(wú)論是催化N204氧化還是催化HN03分解，Ir02涂層都具有比鉑 片更高的催化活性；同時(shí)發(fā)現(xiàn)RuOx涂層也具有較好的催化活性；Au、玻璃碳、Fe304、 Ta、 W和Ti等對(duì)催化氧化N204沒(méi)有活性。在IK)2涂層鈦電極和鉑片分別做陽(yáng)極和陰極時(shí)，通過(guò) 控制電位技術(shù)將電流效率提高至67%,電解能耗(比能)達(dá)到0.55kWh/molN2O5。通過(guò)對(duì)Ta、 Nb、 Al、 Ti、 Zr以及Al203，Zr02, Corning Macor (46SiO2-16Al2O3-17MgO-10K2O)、 Ebonex
。407)等陶瓷材料在N205/HN03溶液中的耐腐蝕tf能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)上述不同材質(zhì)耐腐蝕能
力依次為Ta>Nb>Al>>Ti>Zr，而陶瓷材料都具有較好的耐腐蝕性能；并采用恒電流法分 別對(duì)Pt(7000)/Nb、 Pt陽(yáng)Ir/Nb、 Ir02/Ti、 Ir02/Al等作為陽(yáng)極和Pt(11000)/Nb、 Ir02/Ti、 Pt(7000)/Nb 等作為陰極材料的過(guò)電勢(shì)性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極材料采用Ir02涂層時(shí)具有非常低的過(guò)電勢(shì) 特性，Pt作為陰極材料具有較低的過(guò)電勢(shì)。但采用IrO/Ti為陽(yáng)極材料進(jìn)行電解時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ir02 涂層容易脫落，引起鈦與電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)形成不導(dǎo)電的氧化鈦，電解能耗較大。
Kargin等人(Russian Journal of Electrochemistry, 1993， 29: 217-226)對(duì)電化學(xué)氧化N204 制備NO/進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同電極的反應(yīng)機(jī)理不同。當(dāng)Pt做電極時(shí)，電極電勢(shì)在1.5V 2.05V 時(shí)N204直接被氧化；當(dāng)電極電勢(shì)大于2.05V時(shí)N204被硝酸根離子的陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物所催化氧 化。研究中對(duì)兩類陽(yáng)極材料進(jìn)行了分析， 一類是Pt、 Ru02/Ti、 Co02/Ti、 PbO和Mn02Ti涂 覆的Ti或Pt電極；另一類是玻璃碳涂敷SU-2000、 SU-1200、 SU-800、 Sn02、 Ti02等涂層電 極，這些電極催化氧化濃硝酸中N204的活性順序?yàn)镽u02> CoOx> Pt > Y-Mn02> P-Pb02 > SnO2>SU-2000>TiO2。然而，這兩類電極在氧化N204的同時(shí)也具有明顯的氧氣析出。專利US5318763和US 5181996采用Ni為陽(yáng)極，Nb為陰極對(duì)兩段法電解1^204過(guò)程進(jìn)行 了研究，但電極性能未見報(bào)道。
由上可知，目前國(guó)內(nèi)外在電化學(xué)合成五氧化二氮過(guò)程中所采用的電極材料都存在催化氧 化選擇性差、電極壽命短等缺點(diǎn)，這嚴(yán)重制約了電化學(xué)合成五氧化二氮技術(shù)工業(yè)化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電化學(xué)合成五氧化二氮用電極及其制 備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中電極材料催化氧化選擇性差、電極壽命短等問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種電化學(xué)合成五氧化二氮用電極，包括導(dǎo)電性良 好的金屬基體和涂覆在所述基體上的金屬氧化物涂層，所述金屬氧化物涂層為至少二元涂層，
涂層金屬或金屬氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ce02、 Co203、 La02、 Ti02、 Sn02、 Sb02、 Ta205、 Nb20s其中的至少兩種，所述金屬氧化物粒徑為納米級(jí)。
所述金屬氧化物涂層為二元涂層，所述二元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ti02、 Sn02、 丁&205其中的兩種。
所述二元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Ir及其氧化物為主要組分，摻雜其它金屬元素。
所述二元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ir和Ru組成，涂層中Ir和Ru的摩爾比為 1:9 9:1。
所述二元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ir和Ru組成，涂層中Ir和Ru的摩爾比為 3:7 7:3。
所述金屬氧化物涂層為三元涂層，所述三元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ce02、 Co203、 La02、 Ti02、 Sn02、 Sb02、 Ta205、 >^205其中的三種。
所述三元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru和Ir為主要組分，摻雜其它元素組成， 摻雜第三組分的量控制在5% 50%。
所述三元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru和Ir為主要組分，摻雜其它元素組成， 摻雜第三組分的量控制在5% 30%。
所述金屬氧化物涂層為四元涂層，所述四元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ce02、 Co203、 La02、 Ti02、 Sn02、 Sb02、 Ta205、 1^205其中的四種。
所述四元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru、 Ir和Co或Ce或La為主要組分，摻雜 其它元素組成，摻雜第四組分的量應(yīng)控制在1% 30%。
所述四元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru、 h和Co或Ce或La為主要組分，摻雜 其它元素組成，摻雜第四組分的量應(yīng)控制在1% 20%。
一種制備權(quán)利要求1 11所述電極的方法，包括以下步驟 ('l)基體預(yù)處理
5將基體采用噴砂或砂紙打磨處理，采用5e/。的Na2C03溶液或洗滌劑水溶液超聲洗漆1小 時(shí)；蒸餾水洗，超聲浸泡半小時(shí)；最后采用36%的鹽酸或10%草酸煮沸1~2小時(shí)，直至基體 表面出現(xiàn)刻蝕均勻的灰色麻點(diǎn)，用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用； (2)采用溶膠凝膠法制備復(fù)合電極涂層
首先根據(jù)涂層中不同金屬氧化物摩爾比稱取0.001~0.01g的金屬氯化物粉末于50mL三 口燒瓶中，加入2 20mL的無(wú)水乙醇，然后將三口瓶置于6(TC的水浴中，劇烈攪拌；分 別采用檸檬酸和乙二醇為絡(luò)合劑和分散劑，按乙二醇/檸檬酸/總金屬離子的摩爾比為 1/4.65/0.33將其溶解于2 10mL的無(wú)水乙醇中，采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢滴加(每 分鐘約1~2滴)到金屬氯化物的乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.3mol催化劑； 滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)1~6小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體；最后將制備得到的溶膠均勻 地涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于80 200'C下烘制5 30分鐘，然后在馬弗爐中于 300 70(TC下燒結(jié)5 30分鐘，再于烘箱中80 15(TC下烘制5~20分鐘；空冷至室溫后進(jìn)行 第二次涂刷；如此反復(fù)進(jìn)行10 60次將涂液涂完，舉后一次涂刷后在馬弗爐中燒結(jié)0.5 6小 時(shí)。 ' 上述步驟(2)也可以采用熱分解法制備復(fù)合電極涂層
取lg不同組分的前驅(qū)體于50mL容量瓶中，加入無(wú)水乙醇溶解配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液待用。按 多元涂層中各組分的不同配比量取上述配制溶液，并加入無(wú)水乙醇/正丁醇混合溶劑，溶劑中 無(wú)水乙醇/正丁醇摩爾比為2:l，搖勻配制10mL的涂敷溶液；最后將制備得到的溶液均勻地 涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于80 20(TC下烘制5 30分鐘，然后在馬弗爐中于 300 70(TC下燒結(jié)5~30分鐘，再于烘箱中80~150下。C烘制5~20分鐘；空冷至室溫后進(jìn)行 第二次涂刷；如此反復(fù)進(jìn)行10 60次將涂液涂完，最后一次涂刷后在馬弗爐中燒結(jié)0.5 6小 時(shí)。
溶膠凝膠法中所述絡(luò)合劑可以為有機(jī)胺。所述分散劑可以為聚乙二醇或戊二醇。所述催 化劑為0.21mol/L硝酸、0.2 mol/L鹽酸或0.5 mol/L碳酸氫銨其中的一種。加入所述催化劑后 反應(yīng)時(shí)間最好為3~5小時(shí)。
熱分解法中所述混合溶劑還可以為無(wú)水乙醇/異丙醇溶液。
所述烘箱溫度最好控制在100 15(TC，所述烘制時(shí)間最好控制在5 20分鐘；所述馬弗爐 燒結(jié)溫度最好控制在400 600'C，每次燒結(jié)時(shí)間最好控制在5 15分鐘，涂完后燒結(jié)時(shí)間最好 控制在1~3小時(shí)，涂敷次數(shù)最好控制在15~40次。
本發(fā)明提供的復(fù)合電極的優(yōu)點(diǎn)在于涂層氧化物具有較好的晶型結(jié)構(gòu)和納米級(jí)的粒徑，
在基體上能夠形成致密的活性涂層。因而涂層具有較高的交換電流密度，較低的氧化N204 過(guò)電勢(shì)性能，電流效率高，電解合成N205比能小，使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明提供的復(fù)合電極制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在不同基體上形成具有高選擇性和理 想的催化電解液中N204氧化的電化學(xué)性能活性涂層，復(fù)合電極的制備操作簡(jiǎn)單、方使，易于 工業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施實(shí)例體現(xiàn)了本發(fā)明描述的過(guò)程，但本發(fā)明并不局限于這些例子。 實(shí)施例1
采用溶膠凝膠法制備釕銥二元氧化物涂層(Ir:Ru-5:5)鈦電極。鈦基預(yù)處理采用砂紙打磨 處理后用5 %的洗滌劑水溶液超聲洗滌1 h，然后用蒸鎦水超聲洗滌0.5h，最后采用36%的 鹽酸煮沸l(wèi)h，使基體表面出現(xiàn)刻蝕均勻的灰色麻點(diǎn)，用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用。
分別稱取0.0276 g RuCl3粉末和0.0688 g H2IrCl6*xH20粉末加入到100 mL三口燒瓶中， 加入5 mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir的摩爾比為1:1，然后將三口瓶置于60 'C的水浴中， 劇烈攪拌。分別稱取0.7218 g檸檬酸和0.0501 g乙二醇加入4 mL的無(wú)水乙醇溶解(檸檬酸/乙 二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33),采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢(l-2滴/min， 3h 滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.21 mol/L硝酸1 mL,滴 加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3h，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的鈦基體上，在烘箱中于80°C 下烘制30min，然后在馬弗爐中于300'C下燒結(jié)30min，再在烘箱中于1 l(TC下烘制5 min， 空氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行10次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬 弗爐中燒結(jié)lh。采用39。/。N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié) 果見表1。
實(shí)施例2
采用溶膠凝膠法制備釕銥二元氧化物涂層(Ir:Ru-l:9)鋁電極?；w預(yù)處理采用砂紙打磨 處理后用5 %的洗滌劑水溶液超聲洗滌1 h，然后用蒸餾水超聲洗滌0.5 h，然后采用高溫真空 退火爐在500'C下保溫退火4h，最后采用36%的鹽酸煮沸111，使基體表面出現(xiàn)刻蝕均勻的 灰色麻點(diǎn)，用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用。
分別稱取0.0398g RuCl3粉末和0.0110g H2IrCl6*xH20粉末加入到100 mL三口燒瓶中，加 入5mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir的摩爾比為9:l，然后將三口瓶置于60 。C的水浴中， 劇烈攪拌分別稱取0.7218 g檸檬酸和0.0501 g乙二醇加入4 mL的無(wú)水乙醇溶解(檸檬酸/ 乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢(1 2滴/min， 3 h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.2 mol/L鹽酸1 mL， 滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)4h，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/Lo
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于110 °C 下烘制10min，然后在馬弗爐中于45(TC下燒結(jié)10min，再在烘箱中于8(TC下烘制5 min， 空氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬弗爐中燒結(jié)lh。采用39n/。N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié) 果見表1。
實(shí)施例3
采用溶膠凝膠法制備釕銥二元氧化物(Ir:Ri^9:l)涂層鉭電極。鉅基體預(yù)處理采用砂紙打 磨處理后用5 %的洗滌劑水溶液超聲洗滌1 h，然后用蒸餾水超聲洗滌0.5h，最后采用36% 的鹽酸煮沸l(wèi)h，基體表面出現(xiàn)刻蝕均勻的灰色麻點(diǎn)，用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用。
分別稱取0.0044 g RuCl3粉末和0.0990 g H2IrCl6*xH20粉末加入到100 mL三口燒瓶中， 加入5 mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir的摩爾比為1:9，然后將三口瓶置于60 'C的水浴中， 劇烈攪拌。分別稱取0.7218 g檸檬酸和0.0501 g乙二醇加入4 mL的無(wú)水乙醇溶解(檸檬酸/ 乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢(1 2滴/min， 3h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.5mol/L碳酸氫銨l mL;滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)5h，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于20(TC 下烘制5min，然后在馬弗爐中于70(TC下燒結(jié)5min，再在烘箱中于150'C下烘制5 min，空 氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行60次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬弗 爐中燒結(jié)6h。采用39。/。N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見 表l。
實(shí)施例4 ，
采用熱分解法制備釕銥二元氧化物涂層鋁電極。采用與實(shí)施例2相同的方式對(duì)基體進(jìn)行 預(yù)處理。
分別稱取1 g RuCl3粉末和1 g H2IrCl6*xH20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解， 配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2lrCV溶液(B溶液)， 待用。分別量取A溶液1.9mL和B溶液2.1 mL加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加6 mL的乙醇/正 丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩爾比為2:l配制成10mL涂液(溶液中摩爾比Ru:Ir =7:3)， 最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于8(TC烘箱中烘制30min，然后在 50(TC馬弗爐中燒結(jié)10 min，再于80 'C烘箱中放置30 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂 刷，如此反復(fù)進(jìn)行10次將涂液涂完，最后在500'C馬弗爐中燒結(jié)1 h。采用39%N204/HN03 為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例5
8采用熱分解法制備釕銥二元氧化物涂層鈮電極?；w預(yù)處理采用砂紙打磨處理后用丙 酮超聲洗滌1 h，然后用蒸餾水超聲洗滌0.5 h，然后采用HF(5%)+H2O(75%)+H2SO4(20%)(體 積比)在室溫下洗滌1 h，最后用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用。
分別稱取1 g RuCl3粉末h和1 g H2IrCl6 xH20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶 解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6溶液(B溶 液)，待用。分別量取A溶液0.9和B溶液4.8mL加入到25mL燒杯中，補(bǔ)加4.3mL的乙醇 /正丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩爾比為2:l配制成10 mL涂液(溶液中摩爾比Riulr =3:7)， 最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于20(TC烘箱中烘制5 min，然后在 55(TC馬弗爐中燒結(jié)15min，再于10(TC烘箱中放置20 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次 涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在50(TC馬弗爐中燒結(jié)0.5h。采用39。/c)N2O4/HNO3 為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例6
采用溶膠凝膠法制備釕銥鈦三元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基 體預(yù)處理。
分別稱取0.0221g RuCl3粉末、0.0550g H2IrCl6'xH20粉末和O.Olg TiCU溶液加入到100 mL 三口燒瓶中，加入5mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir:Ti的摩爾比為2:2:1，然后將三口瓶 置于6(TC的水浴中，劇烈攪拌。分別稱取0.7218 g檸檬酸和0.0501 g乙二醇加入4 mL的無(wú) 水乙醇溶解(檸檬酸/乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將此溶 液緩慢(1 2滴/min， 3h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入 0.21mol/L硝酸lmL;滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液中總 金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的鈦基體上，在烘箱中于110 r下烘制10min，然后在馬弗爐中于45(TC下燒結(jié)5min，再在烘箱中于110'C下烘制5 min， 空氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬 弗爐中燒結(jié)1 h。采用39%]^204/1^03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果 見表1。 —
實(shí)施例7
采用溶膠凝膠法制備釕銥錫三元氧化物涂層鉭電極。采用與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行基 體預(yù)處理。
分別稱取0.0263 g RuCl3粉末、0.0653 g H2IrCl6*xH20粉末和0.0035 g SnCl4溶液加入到 100mL三口燒瓶中，加入5mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir:Sn的摩爾比為9:9:1，然后將 三口瓶置于60。C的水浴中，劇烈攪拌。分別稱取0.7218g檸檬酸和0.0501g乙二醇加入4mL
9的無(wú)水乙醇溶解(擰檬酸/乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將 此溶液緩慢(1 2滴/min， 3h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次 加入0.21mol/L硝酸lmL;滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液 中總金屬離子濃度為0.0267mol/L。
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的鈦基體上，在烘箱中于110 'C下烘制15 min，然后在馬弗爐中于45(TC下燒結(jié)10 min，再在烘箱中于U0 t:下烘制20min， 空氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬 弗爐中燒結(jié)3h。采用39。/。N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié) 果見表1。
實(shí)施例8
采用溶膠凝膠法制備釕銥鉭三元氧化物涂層鈮電極。采用與實(shí)施例5相同的方法進(jìn)行基 體預(yù)處理。
分別稱取0.0138 g RuCl3粉末、0.0344 g H2IrCl6'xH20粉末和0.0478 g TaCl5粉末加入到 100mL三口燒瓶中，加入5mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir:Ta的摩爾比為1:1:2，然后將 三口瓶置于60 。C的水浴中，劇烈攪拌。分別稱取0.7218 g檸檬酸和0.0501 g乙二醇加入4 mL 的無(wú)水乙醇溶解(檸檬酸/乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將 此溶液緩慢(1 2滴/min， 3h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次 加入0.21mol/L硝酸lmL;滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液 中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將上述制備得到的溶膠均勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的鈦基體上，在烘箱中于110 'C下烘制10min,然后在馬弗爐中于600 'C下燒結(jié)5 min，再在烘箱中于110 'C下烘制10min， 空氣冷卻至室溫后進(jìn)行第二次涂刷。如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后一次涂刷完后在馬 弗爐中燒結(jié)0.5h。采用39%]^204/1^03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié) 果見表l。
實(shí)灘例9
采用熱分解法制備釕銥銻三元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體 預(yù)處理。
分別稱取lg RuCl3粉末、lg H2IrCl6*xH20粉末和lg SbCl3粉末加入到50 mL容量瓶中， 加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6 溶液(B溶液)，0.0877 mol/L的SbCl3溶液(C溶液)，待用。分別量取A溶液1.1、 B溶液2.7 mL 和C溶液0.6 mL加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加5.5 mL的乙醇/正丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩 爾比為2:l配制成10mL涂液(溶液中摩爾比Ru:Ir:Sb-2:2:l)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶 液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于10(TC烘箱中烘制5min，然后在700'C馬弗爐中燒結(jié)5 min，再于100 'C烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行60次將涂液涂完，最后在50(TC馬弗爐中燒結(jié)3h。采用39%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例10
采用熱分解法制備釕銥鑭三元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取lg RuCl3粉末、lg H2IrCl6'6H20粉末和lg LaCl3'7H20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6溶液(B溶液)，0.0539 mol/L的LaCl3溶液(C溶液)，待用。量取A溶液1.2mL、 B溶液2.4mL和C溶液1.5 mL加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加4.9 mL的乙醇/正丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩爾比為2:1配制10mL涂液(溶液中摩爾比Ru:Ir:La-7:7:6)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 moI/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于150'C烘箱中烘制20min，然后在30trC馬弗爐中燒結(jié)15 min，再于15(TC烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行40次將涂液涂完，最后在500'C馬弗爐中燒結(jié)6h。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例11
采用熱分解法制備釕銥鈰三元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取lg RuCl3粉末、lg H2IrCl6.6H20粉末和lg CeCl3粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6溶液(B溶液)，0.0811 mol/L的CeCl3溶液(C溶液)，待用。量取A溶液1.5 mL、 B溶液3.1 mL和C溶液0.3mL加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加5.1 mL的乙醇/正丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩爾比為2:l配制10mL涂液(溶液中摩爾比Ru:Ir:Ce=9:9:2)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于100 t:烘箱中烘制5 min，然后在45(TC馬弗爐中燒結(jié)10min，再于IO(TC烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行15次將涂液涂完，最后在450'C馬弗爐中燒結(jié)lh。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例12采用熱分解法制備釕銥鈷三元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取lg RuCl3粉末、lg H2IrCl6《H20粉末和lg CoCl2粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6溶液(B溶液)，0.1540 mol/L的CoCl2溶液(C溶液)，待用。量取A溶液1.4 mL、 B溶液2.7mL和C溶液0.4 mL加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加5.5 mL的乙醇/正丁醇混合溶劑(乙醇/正丁醇摩爾比為2:l配制10mL涂液(溶液中摩爾比Ru:Ir:Co=2:2:l)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于100。C烘箱中烘制10min，然后在55(TC馬弗爐中燒結(jié)10min，再于100'C烘箱中放置10 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在550。C馬弗爐中燒結(jié)lh。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例13
采用熱分解法制備釕銥鑭鈦四元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取1 g RuCl3粉末、1 g H2IrCl6'6H20粉末和1 g LaCl3'7H20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2lrCV溶液(B溶液)，0.0539 mol/L的LaCl3溶液(C溶液)，待用。量取上述A溶液1.3 mL、B溶液2.6 mL、 C溶液0.6 mL和0.0025 g四氯化鈦加入到25 mL燒杯中，補(bǔ)加5.4 mL的乙醇/正丁醇摩爾比為2:l的混合溶劑配制10mL涂液(溶液中各組分摩爾比為Ru:Ir:La:T—7.6:7.6:3.8:l)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于100'C烘箱中烘制5min，然后在60(TC馬弗爐中燒結(jié)5 min，再于100 。C烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在55(TC馬弗爐中燒結(jié)3h。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例14
'來(lái)用熱分解法制備釕銥鈰鈦四元氧化物涂層鉭電極。采用與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取lg RuCl3粉末、lg H2IrCl6.6H20粉末和lg CeCl37H20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2lrCl6溶液(B溶液)，0.0811 mol/L的CeCl3溶液(C溶液)，待用。量取上述A溶液lmL、 B溶液2.5mL、 C溶液0.3mL和0.01g四氯化鈦加入到25mL燒杯中，補(bǔ)加5.6mL的乙醇/正
12丁醇摩爾比為2:1的混合溶劑配制10 mL涂液(溶液中各組分摩爾比為Ru:Ir:Ce:Ti=9:9:2:5)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于10(TC烘箱中烘制5min，然后在55(TC馬弗爐中燒結(jié)10min,再于IOO'C烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在550。C馬弗爐中燒結(jié)lh。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例15
'采用溶膠凝膠法制備釕銥鈷鈦四元氧化物涂層鈮電極。采用與實(shí)施例5相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取0.0183 g RuCl3粉末、0.0454 g H2IrCl6*xH20粉末、0.0210 g CoCl2'6H20粉末和0.01 gTiCU溶液加入到100mL三口燒瓶中，加入5 mL的無(wú)水乙醇溶解，溶液中Ru:Ir:Co:Ti的摩爾比為33:33:33:1，然后將三口瓶置于60 。C的水浴中，劇烈攪拌。分別稱取0.7218g乙二胺和0.0501 g戊二醇加入4 mL的無(wú)水乙醇溶解(檸檬酸/乙二醇/總金屬離子的摩爾比為1/4.65/0.33)，采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢(1 2滴/min， 3h滴完)加入金屬氯化物一乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.21 mol/L硝酸1 mL;滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體，溶液中總金屬離子濃度為0.0267mol/L。
采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于10(TC烘箱中烘制5min，然后在55(TC馬弗爐中燒結(jié)10min，再于IOO'C烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在55(TC馬弗爐中燒結(jié)lh。采用25.5%N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表l。
實(shí)施例16
釆用熱分解法制備釕銥鈷鈰四元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取1 g RuCl3粉末、1 g H2IrCl6.6H20粉末、1 g CoCl2'6H20粉末和lg CeCl3'7H20粉末加入到50mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2IrCl6溶液(B溶液)，0.0841 mol/L的CoCl3溶液(C溶液)和0.0811mol/L的CeCl3溶液(D溶液)，待用。量取上述A溶液0.8 mL、 B溶液2.1 mL、 C溶液1.0 mL和D溶液0.3mL加入到25mL燒杯中，補(bǔ)加5.9mL的乙醇/正丁醇摩爾比為2:1的混合溶劑配制10mL涂液(溶液中各組分摩爾比為Ru:Ir:Co:Ce=3:3:3:l)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
'采用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于100 r烘箱中烘制5 min，然后在550 'C馬弗爐中燒結(jié)10min，再于IO(TC烘箱中放置5 min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂
13刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在550'C馬弗爐中燒結(jié)1 h。采用25.5 %N204/HN03為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
實(shí)施例17
采用熱分解法制備釕銥鈷鈰四元氧化物涂層鈦電極。采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行基體預(yù)處理。
分別稱取1 g RuCl3粉末、1 g H2IrCl6.6H20粉末、1 g LaCl3'7H20粉末和lg CeCl3'7H20粉末加入到50 mL容量瓶中，加入乙醇溶解，配制摩爾濃度為0.0964 mol/L的RuCl3溶液(A溶液)，0.0389 mol/L的H2lrCls溶液(B溶液)，0.0539 mol/L的LaCl3溶液(C溶液)和0.0811 mol/L的CeCl3溶液(D溶液)，待用。量取上述A溶液0.8 mL、 B溶液2.1mL、 C溶液0.3 mL禾口 D溶液0.9mL加入到25mL燒杯中，補(bǔ)加5.9 mL的乙醇/正丁醇摩爾比為2:1的混合溶劑配制lOmL涂液(溶液中各組分摩爾比為Ru:Ir:La:Ce=3:3:l:3)，最后往涂液中加兩滴鹽酸，溶液中總金屬離子濃度為0.0267 mol/L。
釆用涂刷法將配置好的涂液涂覆于處理好的基體上，于100 "C烘箱中烘制5 min，然后在50(TC馬弗爐中燒結(jié)10min，再于10(TC烘箱中放置10min，拿出空冷至室溫后進(jìn)行第二次涂刷，如此反復(fù)進(jìn)行30次將涂液涂完，最后在550'C馬弗爐中燒結(jié)1 h。采用25.5%N204/HN03
為支持電解液對(duì)上述得到的電極進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果見表1。
表l不同電極在N204/HN03溶液中的電化學(xué)性能
實(shí)施例涂層組成交換電流密度過(guò)電位，Vi0(A cm'2)0.05 (A cm陽(yáng)2)0.08 (A cm.
1Ru0.5Ir0.5O20.0590.3780.493
2Ru0.9Ir0.iO20.0810.2220.309
3Ruo.ilr0.9020馬0.3930.512
4Ruo.7Iro.3O20扁0.2960.421
5Ruo.3Iro.7O20.0750.3260.495
6Ruo.4Iro.4Tio.2O20.1010.1950.270
7Ruo.47Iro.47Sno.05O20.1080.1890.265
8Ruo.25Iro.25Tao.5O20.0780.2290.315
9Ruo.4Iro.4Sbo.2O20.0820.2180.295
10Ruo.35Iro.35Lao.3O2o.m0.1900.264
11Ruo.45Iro.45Ceo.1O20.1130.1850.252
12Ru0.4lr0.4Co0.2O20.1220.1780.227
13Ru。.38lro.38Lao. 19Tio.05020.1140.1820.247
14Ruo.36lro.36Ce0.o8Ti0.2020.1120.2050.28715 Ruo.33Iro.33Coo.33Tio.01O2
Ruo.3lr。.3Coo.3Ce(u0217 Ruo.3Iro.3Lao.1Ceo.3O2
由表1可知，在不同方法制備的電極中，隨著涂層中活性組分的增多，電極在N2(VHN03溶液中的交換電流密度逐漸增大。采用不同方法制備的二元、三元和四元電極在電流密度為0.5Acm'2和0.8Acm'2時(shí)，其四氧化二氮氧化過(guò)電位分別為0.17-0.32 V和0.20~0.40 V，明顯低于相同條件下IrO/Ti電極氧化四氧化二氮的文獻(xiàn)值0.3 V和0.45 V，電極的催化性能明顯提高，并且在不同的電極活性涂層中適當(dāng)添加本發(fā)明所篩選的金屬能進(jìn)一步提高電極的催化活性。另外，從表中可以看出電極的催化活性電流密度與電極氧化物涂層組成、結(jié)構(gòu)以及制備方法具有密切關(guān)系，本發(fā)明制備的上述多元電極均具有較高的交換電流密度，進(jìn)一步表明電極具有好的催化活性。
0.129 0.168__0.201
0.127 0.172 0.210
0.178 0.217
1權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)合成五氧化二氮用電極，包括導(dǎo)電性良好的金屬基體和涂覆在所述基體上的金屬氧化物涂層，其特征在于，所述金屬氧化物涂層為至少二元涂層，涂層金屬或金屬氧化物為Pt、Ru、Ir、RuOx、IrOx、CeO2、Co2O3、LaO2、TiO2、SnO2、SbO2、Ta2O5、Nb2O5其中的至少兩種，所述金屬氧化物粒徑為納米級(jí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電極，其特征在于，所述金屬氧化物涂層為二元涂層，所述二元涂層 復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ti02、 Sn02、 丁&205其中的兩種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述電極，其特征在于，所述二元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由lr 和Ru組成，涂層中Ir和Ru的摩爾比為1:9 9:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述電極，其特征在于，所述金屬氧化物涂層為三元涂層，所述三元涂層 復(fù)合電極的金屬及其氧化t/為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ce02、 Co203、 La02、 Ti02、 Sn02、 Sb02、 Ta205、 Nb20s其中的三種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述電極，其特征在于，所述三元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru 和Ir為主要組分，摻雜其它元素組成，摻雜第三組分的量控制在5% 50%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述電極，其特征在于，所述金屬氧化物涂層為四元涂層，所述四元涂層 復(fù)合電極的金屬及其氧化物為Pt、 Ru、 Ir、 RuOx、 IrOx、 Ce02、 Co203、 La02、 Ti02、 Sn02、 Sb02、 Ta205、 Nb20s其中的四種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述電極，其特征在于，所述四元涂層復(fù)合電極的金屬及其氧化物由Ru、 Ir和Co或Ce或La為主要組分，摻雜其它元素組成，摻雜第四組分的量應(yīng)控制在1% 30%。
8. —種制備權(quán)利要求1 7所述電極的方法，包括以下步驟 (J)基體預(yù)處理將基體采用噴砂或砂紙打磨處理，采用5 %的Na2C03溶液或洗滌劑水溶液超聲洗滌 1小時(shí)；蒸餾水洗，超聲浸泡半小時(shí)；最后采用36%的鹽酸或10%草酸煮沸1~2小時(shí)， 直至基體表面出現(xiàn)刻蝕均勻的灰色麻點(diǎn)，用蒸餾水洗凈后泡在無(wú)水乙醇中待用； (2)采用溶膠凝膠法制備復(fù)合電極涂層首先根據(jù)涂層中不同金屬氧化物摩爾比稱取0.001~0.01g的金屬氯化物粉末于50mL 三口燒瓶中，加入2 20mL的無(wú)水乙醇，然后將三口瓶置于60'C的水浴中，劇烈攪拌； 分別采用檸檬酸和乙二醇為絡(luò)合劑和分散劑，按乙二醇/檸檬酸/總金屬離子的摩爾比為 1/4.65/0.33將其溶解于2~10mL的無(wú)水乙醇中，采用恒壓滴液漏斗將此溶液緩慢滴加(每 分鐘約1~2滴)到金屬氯化物的乙醇溶液中，并在滴加過(guò)程中分三次加入0.3 mol催化劑； 滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)1~6小時(shí)，使溶液變成棕紅色膠狀液體；最后將制備得到的溶膠均 勻地涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于80 200'C下烘制5 30分鐘，然后在馬弗爐 中于300 700。C下燒結(jié)5 30分鐘，再于烘箱中80-150 'C下烘制5~20分鐘；空冷至室溫 后進(jìn)行第二次涂刷；如此反復(fù)進(jìn)行10~60次將涂液涂完，最后一次涂刷后在馬弗爐中燒 結(jié)0.5~6小時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述制備電極的方法，其特征在于，所述步驟(2)采用熱分解法制備復(fù)合電極涂層，具體為取lg不同組分的前驅(qū)體于50mL容量瓶中，加入無(wú)水乙醇溶解配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液待用。按多元涂層中各組分的不同配比量取上述配制溶液，并加入無(wú)水乙醇/正丁醇混合溶劑，溶劑中無(wú)水乙醇/正丁醇摩爾比為2:1，搖勻配制lOmL的涂敷溶液；最后將制備得到的溶液均勻地 涂刷在預(yù)處理過(guò)的基體上，在烘箱中于80~200 。C下烘制5~30分鐘，然后在馬弗爐中于 300 70(TC下燒結(jié)5~30分鐘，再于烘箱中80~150下'C烘制5 20分鐘；空冷至室溫后進(jìn)行 第二次涂刷；如此反復(fù)進(jìn)行10-60次將涂液涂完，最后一次涂刷后在馬弗爐中燒結(jié)0.5 6小 時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述制備電極的方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑為有機(jī)胺，所述分散劑 為聚乙二醇或戊二醇，所述催化劑為0.21 mol/L硝酸、0.2 mol/L鹽酸或0.5 mol/L碳酸氫銨 其中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電化學(xué)合成五氧化二氮用電極及其制備方法，電極包括導(dǎo)電性良好的金屬基體和涂覆在所述基體上的金屬氧化物涂層，所述金屬氧化物涂層為至少二元涂層，涂層金屬或金屬氧化物為Pt、Ru、Ir、RuOx、IrOx、CeO₂、Co₂O₃、LaO₂、TiO₂、SnO₂、SbO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅其中的至少兩種，所述金屬氧化物粒徑為納米級(jí)；電極制備方法包括溶膠凝膠法和熱分解法制備復(fù)合電極涂層，本發(fā)明提供的復(fù)合電極的優(yōu)點(diǎn)在于涂層氧化物具有較好的晶型結(jié)構(gòu)和納米級(jí)的粒徑，在基體上能夠形成致密的活性涂層。因而涂層具有較高的交換電流密度，較低的氧化N₂O₄過(guò)電勢(shì)性能，電流效率高，電解合成N₂O₅比能小，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C25B1/00GK101665948SQ200910070498
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉國(guó)柱, 張香文, 蒞 王, 王慶法, 米鎮(zhèn)濤, 鄒吉軍, 陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)