專利名稱：：一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電化學(xué)催化電極制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法。
背景技術(shù)：
：金屬氧化物陽(yáng)極，又稱形穩(wěn)陽(yáng)極DSA(DimensionallyStableAnode),或DSE(DimensionallyStableElectrode),由H.B.Beer發(fā)明，于1968年由意大利DeNora公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)(鈦電極工學(xué)，北京冶金工業(yè)出版社，2003)。DSA是由金屬基體和表面活性涂層組成，金屬基體起骨架和導(dǎo)電作用，表面活性涂層則參加陽(yáng)極的電化學(xué)反應(yīng)，起到催化和導(dǎo)電作用。目前，DSA已經(jīng)在氯堿工業(yè)、電解工業(yè)、電鍍工業(yè)、廢水處理、有機(jī)電合成以及電冶金領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在電化學(xué)氧化法處理廢水技術(shù)以及電解水產(chǎn)臭氧技術(shù)中，陽(yáng)極材料的導(dǎo)電性，穩(wěn)定性和催化性能是選擇合適陽(yáng)極材料的重要考慮因素。近年來(lái)，摻銻二氧化錫以其較高的析氧電位和較好的電催化活性引起了研究者的廣泛關(guān)注。但采用傳統(tǒng)刷涂熱分解法制備的鈦基摻銻二氧化錫電極壽命較短，難以實(shí)際應(yīng)用。電極失活的主要標(biāo)志是導(dǎo)電性的喪失，而電極失活的根本原因是鈦基體表面的鈍化。目前有多種改進(jìn)方法用來(lái)提高鈦基二氧化錫電極壽命，主要分為以下三大類一是在摻銻二氧化錫層中摻雜其他金屬或非金屬元素，但存在一些限制，如釕、銥等元素的摻入會(huì)顯著降低電極的析氧電位，影響電極的使用效率和電催化活性；二是在二氧化錫層和鈦基體間插入中間層，同樣存在以上問(wèn)題；三是對(duì)鈦基體本身進(jìn)行表面改性，如陽(yáng)極氧化二氧化鈦納米管的引入，但由于陽(yáng)極氧化法本身存在一定限制，大面積均勻納米管制備存在難度，使得這一技術(shù)只能用于制備較小表面積的電極，離實(shí)際工業(yè)應(yīng)用尚有距離。因此，到目前為止，提高鈦基二氧化錫電極使用壽命的各種電極制備技術(shù)尚存在其各自的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，能夠有效延長(zhǎng)鈦基二氧化錫電極使用壽命，同時(shí)保證電極的高析氧電位和電催化產(chǎn)臭氧的活性。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，包括以下步驟I)將鈦基體在浸潰液中浸潰后，熱氧化法在鈦基體表面制備氧化鈦層；所述的浸潰是將鈦基體清洗后在含鈦酸酯的醇溶液中浸潰；所述的熱氧化法是將浸潰后的鈦基體于450550°C下煅燒；2)在還原氣氛下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層進(jìn)行表面還原；3)采用電沉積后熱氧化的方法，在表面還原處理后鈦基體上制備摻銻二氧化錫涂層；所述的電沉積為在含錫、銻的電解質(zhì)溶液中，以表面還原處理后鈦基體作為陰極，在其表面共沉積錫和銻；所述的熱氧化為將電沉積完成后的鈦基體在300810°C下煅燒后自然冷卻，得到鈦基二氧化錫電極。所述的鈦基體在浸潰前還進(jìn)行以下處理將鈦基體表面打磨光滑后，在堿性溶液中加熱除油，然后在浸泡在草酸溶液中煮沸刻蝕，再用水清洗干凈，晾干。所述的浸潰液包括5070%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸丁酯，2945%體積分?jǐn)?shù)的乙醇和I5%體積分?jǐn)?shù)的硝酸；在室溫下至少浸潰5s。所述將浸潰后的鈦基體于450550°C下煅燒I2h，在鈦基體上制備致密均勻、能夠完全均勻覆蓋鈦基體的氧化鈦層。所述的還原氣氛為干燥的氫氣和氨氣按照3:19:1的體積比混合，將氫氣和氨氣混合后，通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，300510°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理520min。所述的電解質(zhì)溶液為含有四氯化錫、三氯化銻和硝酸的乙二醇溶液，以石墨作為陽(yáng)極，在恒電流密度1030mA/cm2下在表面還原處理后鈦基體上共沉積錫和銻。所述的電解質(zhì)溶液中含有O.3lmol/L的四氯化錫、O.1O.5mol/L的三氯化銻和O.1O.2mol/L的硝酸，共沉積錫銻的時(shí)間為1060min。所述的電沉積完成后，將鈦基體沖洗干凈，烘干并于300810°C下煅燒1.55h后冷卻；其中升溫速率為510°C/min,降溫速度控制在I2V/min。所述電沉積后熱氧化，將共沉積錫和銻與被還原的氧化鈦共同反應(yīng)生成固溶體。一種鈦基二氧化錫電極，包括鈦基體，在鈦基體上設(shè)有氧化鈦中間層，摻銻氧化錫層與氧化鈦中間層緊密結(jié)合形成固溶體結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，通過(guò)在鈦基體上首先引入氧化鈦中間層，然后再將氧化鈦層還原并進(jìn)行電化學(xué)沉積-熱氧化生成活性涂層，從而能夠顯著提高鈦基二氧化錫電極的壽命。所制備的鈦基二氧化錫電極具有使用壽命長(zhǎng)，析氧電位高，電催化活性高，電解水產(chǎn)臭氧效率高等優(yōu)點(diǎn)，并且制備工藝成本低，設(shè)備要求低，操作易于控制，便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。不但適用于中小型尺寸的鈦基體，也適用于電解水產(chǎn)臭氧的大面積鈦基二氧化錫電極的制備。本發(fā)明提供的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，采用浸潰-熱氧化在鈦基體表面引入氧化鈦涂層，涂層致密均勻，能夠完全均勻覆蓋鈦基體，而且其具有一定的樁式結(jié)構(gòu)，能夠提高鈦基體的比表面積和增大催化活性物質(zhì)的負(fù)載量；經(jīng)過(guò)電沉積后的熱氧化，摻銻的二氧化錫可以與被還原的氧化鈦共同反應(yīng)順利形成一種固溶體，此固溶體使得基體與活性涂層之間的結(jié)合力更為緊密。而且通過(guò)電沉積法制備的摻銻二氧化錫涂層相對(duì)傳統(tǒng)刷涂熱分解法而言表面的氧化物結(jié)構(gòu)更為緊湊致密，無(wú)裂縫，從而能夠減緩使用中電解液向鈦基體的滲透，提高電極使用壽命。國(guó)內(nèi)外目前尚無(wú)對(duì)于氧化鈦進(jìn)行表面還原處理作為電極中間層的相關(guān)報(bào)道。本發(fā)明提供的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)工藝流程簡(jiǎn)單省時(shí)，且設(shè)備要求低，操作較容易；浸潰-熱氧化過(guò)程和電沉積-熱氧化過(guò)程的重現(xiàn)性極高，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；內(nèi)層的浸潰-熱氧化以及氧化鈦的還原反應(yīng)不受電極表面積和設(shè)備的限制，可以用于任意形狀和任意大小表面積的電極的生產(chǎn)；改善了摻銻二氧化錫涂層的表面形貌，電極的催化活性和使用壽命都得到了一定的提聞;制備的鈦基二氧化錫電極表面氧化物涂層表面致密無(wú)裂縫，涂層與基體結(jié)合緊密，其強(qiáng)化壽命在O.5mol/L硫酸溶液中恒電流密度200mA/cm2的條件下能夠超過(guò)72h，其析氧電位即使在中性條件下也超過(guò)了2.0V(vs.Ag/AgCl)，電催化活性要顯著高于傳統(tǒng)刷涂法制備的摻銻二氧化錫電極。圖1是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極的SEM圖2是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極的XRD圖3是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極在O.lmol/L硫酸鈉溶液中的循環(huán)伏安曲線圖圖4是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極在O.5mol/L硫酸溶液中的循環(huán)伏安曲線圖5是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極的強(qiáng)化壽命曲線圖之一；圖6是本發(fā)明鈦基二二氧化錫電極的強(qiáng)化壽命曲線圖之二。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。本發(fā)明提供的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，采用浸潰、還原、電沉積、熱氧化法制得長(zhǎng)壽命高析氧電位鈦基二氧化錫電極，具體包括以下步驟I)采用浸潰-熱氧化法在鈦基體表面制備氧化鈦層將鈦基體表面打磨光滑，堿洗除油，草酸刻蝕后清洗干凈，晾干后將鈦基體浸入含鈦酸酯的醇溶液，靜置一段時(shí)間后取出，在490-500°C下加熱煅燒O.5-2h，制得銀灰色的氧化鈦中間層。2)在還原氣氛下對(duì)氧化鈦層表面進(jìn)行還原處理。將制備了氧化鈦層的鈦基體置于還原氣氛下還原處理5_20min后備用。3)采用電沉積-熱氧化法制備摻銻二氧化錫涂層，通過(guò)電沉積法將錫金屬單質(zhì)和銻金屬單質(zhì)同時(shí)沉積在氧化鈦層表面，經(jīng)過(guò)熱氧化后使得摻銻氧化錫層與鈦基體直接相連的氧化鈦中間層緊密結(jié)合形成固溶體結(jié)構(gòu)。將電化學(xué)還原后的鈦基體作為陰極，以石墨作為陽(yáng)極，在含四氯化錫、三氯化銻、硝酸的乙二醇溶液中恒電流密度10-30mA/cm2下共沉積錫和銻，四氯化錫、三氯化銻、硝酸的乙二醇溶液的主要成分是O.3-lmol/L的四氯化錫、O.1-0.5mol/L的三氯化鋪和O.1mol/L的硝酸，共沉積錫銻的時(shí)間為10-60min。將電沉積后的鈦基體取出，沖洗干凈，烘干并煅燒，煅燒的溫度為300-810°C，升溫速率為5-10°C/min，煅燒2小時(shí)，降溫冷卻，降溫速度控制在1_2°C/min，制得鈦基二氧化錫電極。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，包括以下步驟I)以鈦片作為基體，用剪刀將鈦片剪成1.OcmX4.Ocm的尺寸，先后用200目的粗砂紙和40目的細(xì)砂紙將鈦片表面打磨光滑，露出金屬光澤；之后在10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度的氫氧化鈉溶液中加熱煮沸IOmin除油；然后將鈦片在10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的草酸溶液中加熱至微沸a進(jìn)行酸刻蝕，用去離子水沖洗后置于1%體積分?jǐn)?shù)草酸溶液中待用；將處理好的鈦片沖洗后晾干,然后將鈦片浸入浸潰液,浸潰液成分為70%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸丁酯，29%體積分?jǐn)?shù)的乙醇，1%體積分?jǐn)?shù)的硝酸，鈦片在浸潰液中靜置一段時(shí)間(室溫即可，浸潰至少5s，多則不限)后取出在馬弗爐內(nèi)500°C下加熱煅燒lh，制得銀灰色的氧化鈦層。2)將干燥的高純氫氣和高純氨氣按體積比31的比例通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，300350°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理1520min3)之后將鈦片作為陰極，尺寸匹配的石墨電極作為陽(yáng)極，在含O.4mol/L的四氯化錫、O.lmol/L的三氯化銻和O.lmol/L的硝酸的乙二醇溶液中共沉積錫銻lOmin，電沉積錫銻的陰極電流密度為15mA/cm2，將電沉積后的鈦片取出，用去離子水沖洗干凈后在100°C烘箱內(nèi)烘干，后將鈦片轉(zhuǎn)入馬弗爐內(nèi)煅燒2小時(shí)，煅燒的溫度為500°C，升溫速率為5°C/min。之后在馬弗爐內(nèi)降溫冷卻至常溫，降溫速度控制在1°C/min,即制得鈦基二氧化錫電極；熱氧化后，對(duì)涂層進(jìn)行能譜分析，得知錫和銻的原子比在10:1左右。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SHM)對(duì)制備的鈦基二氧化錫電極的表面形貌進(jìn)行表征，見(jiàn)附圖1，可以看出電極表面的氧化物層致密無(wú)裂縫。采用X射線衍射(XRD)對(duì)鈦基二氧化錫電極的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，見(jiàn)附圖2?？梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論電極表面出現(xiàn)二氧化錫的晶型，沒(méi)有檢出銻的氧化物的衍射峰，但二氧化錫的衍射峰寬較寬，表明氧化物固溶體的形成。鈦基體的衍射峰和氧化鈦的衍射峰也沒(méi)有檢出，表明電沉積氧化物涂層對(duì)鈦片的覆蓋度很好。將制備的鈦基二氧化錫電極分別在O.lmol/L的硫酸鈉溶液中和O.5mol/L的硫酸溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安特性測(cè)試，掃描速率O.02V/s，參比電極為Ag/AgCl電極，室溫條件，測(cè)試結(jié)果分別見(jiàn)圖3和圖4，可以發(fā)現(xiàn)此電極在中性條件下的析氧電位已經(jīng)達(dá)到了2.05V(vs.Ag/AgCl),而在O.5mol/L的硫酸中的析氧電位能夠達(dá)到2.15V(vs.Ag/AgCl),顯示出優(yōu)異的電催化氧化性能。將制備的鈦基二氧化錫電極在O.5mol/L的硫酸溶液中，在恒電流密度200mA/cm2下進(jìn)行強(qiáng)化壽命測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖5，此電極的強(qiáng)化壽命能夠達(dá)到72h，是相同條件下傳統(tǒng)工藝制備的鈦基二氧化錫電極強(qiáng)化壽命的100倍以上。實(shí)施例2一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，包括以下步驟I)以長(zhǎng)55cm，直徑Icm的鈦棒作為基體，基體的預(yù)處理步驟與實(shí)施案例I相同。將處理好的鈦棒沖洗后晾干；然后將鈦棒浸入浸潰液，浸潰液成分為90%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸酯，9%體積分?jǐn)?shù)的乙醇，1%體積分?jǐn)?shù)的硝酸，鈦棒在浸潰液中靜置一段時(shí)間后取出風(fēng)干，后將浸潰(室溫即可，浸潰一般至少5s，多則不限)后的鈦棒在馬弗爐內(nèi)510°C下加熱煅燒O.5h，制得銀灰色的氧化鈦層。2)將干燥的高純氫氣和高純氨氣按體積比91的比例通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，400500°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理1015min。3)將鈦棒作為陰極，尺寸匹配的石墨電極作為陽(yáng)極，在含lmol/L的四氯化錫、O.5mol/L的三氯化銻和O.lmol/L的硝酸的乙二醇溶液中共沉積錫銻15min，電沉積錫銻的陰極電流密度為15mA/cm2，將電沉積后的鈦棒取出，用去離子水沖洗干凈后在100°C烘箱內(nèi)烘干，后將鈦棒轉(zhuǎn)入馬弗爐內(nèi)煅燒2小時(shí)，煅燒的溫度為500°C，升溫速率為10°C/min。之后在馬弗爐內(nèi)降溫冷卻至常溫，降溫速度控制在2°C/min,即制得鈦基二氧化錫長(zhǎng)棒電極。此長(zhǎng)棒電極的各種性能與實(shí)施案例I相近，其在中性條件下的析氧電位能夠達(dá)到2.07V，其在20mA/cm2條件下電解含有1%。氯化鈉的自來(lái)水溶液，壽命能夠達(dá)到160d。實(shí)施例3一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，包括以下步驟I)以2mm厚的鈦網(wǎng)作為基體，將鈦網(wǎng)剪成3.OcmX4.Ocm的尺寸，基體的預(yù)處理步驟與實(shí)施案例I相同。將處理好的鈦網(wǎng)沖洗后晾干；然后將鈦網(wǎng)浸入浸潰液，浸潰液成分為80%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸酯，19%體積分?jǐn)?shù)的異丙醇，1%體積分?jǐn)?shù)的硝酸，鈦網(wǎng)在浸潰液中靜置Imin后取出風(fēng)干，后將浸潰后的鈦網(wǎng)在馬弗爐內(nèi)450°C下加熱煅燒Ih，制得銀灰色的氧化鈦層。2)將干燥的高純氫氣和高純氨氣按體積比61的比例通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，450510°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理5lOmin。3)將還原處理后的鈦網(wǎng)作為陰極，尺寸匹配的石墨電極作為陽(yáng)極，在含O.5mol/L的四氯化錫、O.5mol/L的三氯化銻和O.lmol/L的硝酸的乙二醇溶液中共沉積錫銻45min，電沉積錫銻的陰極電流密度為10mA/cm2，將電沉積后的鈦網(wǎng)取出，用去離子水沖洗干凈后在100°C烘箱內(nèi)烘干，后將鈦網(wǎng)轉(zhuǎn)入馬弗爐內(nèi)煅燒I小時(shí)，煅燒的溫度為600°C，升溫速率為IO0C/min。之后在馬弗爐內(nèi)降溫冷卻至常溫，降溫速度控制在1°C/min,即制得鈦基二氧化錫網(wǎng)狀電極。此網(wǎng)狀電極的各種性能與實(shí)施案例I和實(shí)施例2制備的片狀及棒狀電極相近，而且鈦網(wǎng)電極還具有相同質(zhì)量下表面積大的優(yōu)點(diǎn)。其在中性條件下的析氧電位能夠達(dá)到2.05V,其在20mA/cm2條件下電解含有1%硫酸鈉的自來(lái)水溶液，壽命能夠達(dá)到110d。實(shí)施例4一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，包括以下步驟I)以2mm厚鈦網(wǎng)作為基體，將鈦網(wǎng)剪成10.OcmX20.Ocm的尺寸，基體的預(yù)處理步驟與實(shí)施案例I相同。將處理好的鈦網(wǎng)沖洗后晾干；然后將鈦網(wǎng)浸入浸潰液，浸潰液成分為80%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸酯，19%體積分?jǐn)?shù)的乙醇，1%體積分?jǐn)?shù)的硝酸，鈦網(wǎng)在浸潰液中靜置0.5min后取出風(fēng)干，后將浸潰后的鈦網(wǎng)在馬弗爐內(nèi)550°C下加熱煅燒0.5h，制得銀灰色的氧化鈦層。2)將干燥的高純氫氣和高純氨氣按體積比51的比例通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，380400°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理12min。3)將還原處理后的鈦網(wǎng)作為陰極，尺寸匹配的石墨電極作為陽(yáng)極，在含0.6mol/L的四氯化錫、O.2mol/L的三氯化銻和O.lmol/L的硝酸的乙二醇溶液中共沉積錫銻25min，電沉積錫銻的陰極電流密度為12.5mA/cm2，將電沉積后的鈦網(wǎng)取出，用去離子水沖洗干凈后在100°C烘箱內(nèi)烘干，后將鈦網(wǎng)轉(zhuǎn)入馬弗爐內(nèi)煅燒I小時(shí)，煅燒的溫度為700°C，升溫速率為10°C/min。之后在馬弗爐內(nèi)降溫冷卻至常溫，降溫速度控制在1°C/min,即制得鈦基二氧化錫網(wǎng)狀電極。此網(wǎng)狀電極的各種性能與實(shí)施案例3中制備的網(wǎng)狀電極相近，只是其尺寸較大。其在中性條件下的析氧電位能夠達(dá)到2.05V，其在20mA/cm2條件下電解含有1%硫酸鈉的自來(lái)水溶液，壽命能夠達(dá)到130d;其在200mA/cm2條件下電解O.5mol/L硫酸溶液，壽命能夠達(dá)到65h。實(shí)施例5采用實(shí)施案例1，2中制備的鈦基二氧化錫片狀和棒狀電極與傳統(tǒng)刷涂-熱分解方法所制備的鈦基二氧化錫棒狀電極進(jìn)行電解水產(chǎn)臭氧實(shí)驗(yàn)比較，配制O.lmol/L硫酸鈉溶液，以石墨電極作為陰極，恒陽(yáng)極電流密度lOmA/cm2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)施案例1，2中制備的鈦基二氧化錫電極的臭氧產(chǎn)生效率為13%，高于傳統(tǒng)方法制得的鈦基二氧化錫電極的10.5%,而且實(shí)際廣臭氧壽命達(dá)到200d,是傳統(tǒng)方法制得的欽基二氧化錫電極的壽命的90倍以上。說(shuō)明制備的鈦基二氧化錫電極的電催化產(chǎn)臭氧活性更高，用于電解處理廢水的工作壽命明顯較長(zhǎng)。實(shí)施例6采用實(shí)施案例I中的制備鈦基二氧化錫片狀電極的方法，分別制備了不含內(nèi)層氧化鈦層的，內(nèi)層氧化鈦層不進(jìn)行還原步驟處理的以及正常制備流程制備的三種鈦基二氧化錫片狀電極。將制備的這三種鈦基二氧化錫電極在O.5mol/L的硫酸溶液中，在恒電流密度200mA/cm2下進(jìn)行強(qiáng)化壽命測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖6，三種電極的平均強(qiáng)化壽命分別為13.5h，21.2h和71.8h。說(shuō)明內(nèi)層的氧化鈦層的存在與否以及是否還原對(duì)本發(fā)明制備的鈦基二氧化錫電極的強(qiáng)化壽命有著十分重要的影響。單純的電沉積-熱分解形成的錫銻氧化物層只能有限地提升電極壽命，而內(nèi)層的氧化鈦層在與電沉積的金屬共同煅燒時(shí)形成的固溶結(jié)構(gòu)能夠有效的抑制電極的失活過(guò)程，而本發(fā)明中內(nèi)層氧化鈦層經(jīng)還原的處理步驟更加有利于后續(xù)固溶結(jié)構(gòu)的生成。因此這種方法能夠極大提升鈦基二氧化錫電極的壽命。權(quán)利要求1.一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將鈦基體在浸潰液中浸潰后，熱氧化法在鈦基體表面制備氧化鈦層；所述的浸潰是將鈦基體清洗后在含鈦酸酯的醇溶液中浸潰；所述的熱氧化法是將浸潰后的鈦基體于450550°C下煅燒；2)在還原氣氛下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層進(jìn)行表面還原；3)采用電沉積后熱氧化的方法，在表面還原處理后鈦基體上制備摻銻二氧化錫涂層；所述的電沉積為在含錫、銻的電解質(zhì)溶液中，以表面還原處理后鈦基體作為陰極，在其表面共沉積錫和銻；所述的熱氧化為將電沉積完成后的鈦基體在300810°C下煅燒后自然冷卻，得到鈦基二氧化錫電極。2.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的鈦基體在浸潰前還進(jìn)行以下處理將鈦基體表面打磨光滑后，在堿性溶液中加熱除油，然后在浸泡在草酸溶液中煮沸刻蝕，再用水清洗干凈，晾干。3.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的浸潰液包括5070%體積分?jǐn)?shù)的鈦酸丁酯，2945%體積分?jǐn)?shù)的乙醇和I5%體積分?jǐn)?shù)的硝酸；在室溫下至少浸潰5s。4.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，將浸潰后的鈦基體于450550°C下煅燒I2h，在鈦基體上制備致密均勻、能夠完全均勻覆蓋鈦基體的氧化鈦層。5.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的還原氣氛為干燥的氫氣和氨氣按照3:19:1的體積比混合，將氫氣和氨氣混合后，通入反應(yīng)爐內(nèi)，在隔絕氧氣的情況下，300510°C下對(duì)鈦基體表面所制備的氧化鈦層還原處理520min。6.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的電解質(zhì)溶液為含有四氯化錫、三氯化銻和硝酸的乙二醇溶液，以石墨作為陽(yáng)極，在恒電流密度1030mA/cm2下在表面還原處理后鈦基體上共沉積錫和銻。7.如權(quán)利要求6所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的電解質(zhì)溶液中含有O.3lmol/L的四氯化錫、O.1O.5mol/L的三氯化銻和O.1O.2mol/L的硝酸，共沉積錫銻的時(shí)間為1060min。8.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，所述的電沉積完成后，將鈦基體沖洗干凈，烘干并于300810°C下煅燒1.55h后冷卻；其中升溫速率為510°C/min,降溫速度控制在I2V/min。9.如權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，其特征在于，電沉積后熱氧化，將共沉積錫和銻與被還原的氧化鈦共同反應(yīng)生成固溶體。10.一種鈦基二氧化錫電極，其特征在于，包括鈦基體，在鈦基體上設(shè)有氧化鈦中間層，摻銻氧化錫層與氧化鈦中間層緊密結(jié)合形成固溶體結(jié)構(gòu)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種長(zhǎng)壽命鈦基電極的制備方法，先采用浸漬-熱分解法在鈦基體上制備氧化鈦層，后在還原氣氛下將氧化鈦層還原，再通過(guò)電沉積法將錫金屬單質(zhì)和銻金屬單質(zhì)按比例同時(shí)沉積在氧化鈦層表面，經(jīng)過(guò)熱氧化后使得摻銻氧化錫層與鈦基體直接相連的氧化鈦層緊密結(jié)合形成固溶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明制備的鈦基二氧化錫電極具有使用壽命長(zhǎng)，析氧電位高，電催化活性高，電解水產(chǎn)臭氧效率高等優(yōu)點(diǎn)，并且制備工藝成本低，設(shè)備要求低，操作易于控制，便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。文檔編號(hào)C25B11/06GK103014755SQ20121055970公開(kāi)日2013年4月3日申請(qǐng)日期2012年12月20日優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日發(fā)明者延衛(wèi),邵丹,徐浩申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)