钛基氧化物涂层阳极研究(三)：二氧化铅系列涂层

钛基氧化物涂层阳极研究(三)：二氧化铅系列涂层

2016-08-17 13:10来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

二氧化铅电极

钛阳极铅系涂层电极是指在钛基体上涂覆氧化铅的电极。二氧化铅电极在水溶液中电解时具有析氧电位高,氧化能力强,耐腐蚀性好、导电性好、可通过大电流等特点。因此二氧化铅氧化物作为重要的电极被广泛应用。目前,二氧化铅电极广泛使用钛作为电极基体,即钛基二氧化铅电极(Ti/β-PbO2)。

由于β-PbO2固有的电积畸变使β-PbO2与基体不能牢固地结合,使用过程中钛基体会产生氧化物薄膜,会使金属钛钝化,导致导电困难。为了提高二氧化铅电极的坚固性、导电性和耐腐蚀性,研究人员对电极底层和表面层进行了改进,并增加了中间层。

中间层的作用是加强基体与活性层的附着力, 避免涂层脱落,防止钛基体的钝化,保护钛基体不被氧化,避免高阻性二氧化钛氧化膜的生成,从而有利于提高电极的寿命和稳定性。

范洪富等制备了含SnO2中间层的PbO2电极,结果表明增加SnO2中间层可有效提高PbO2电极的电催化性能。尹红霞等采用电沉积-热解氧化法制备了含中间层SnO2+Sb2O3的钛基体二氧化铅电极(Ti/SnO2 + Sb2O3/PbO2)。研究表明, Ti/SnO2+ Sb2O3/PbO2电极对甲基橙具有很好的脱色降解作用,锑掺杂量摩尔比Sn∶Sb = 10∶1 时,电极的脱色降解效果最优。

徐亮等制备了Ti/PbO2电极和含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极。结果表明, 含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极的稳定性、寿命、析氧电位以及电催化活性都较不含中间层的Ti/PbO2电极有所提高。

在电沉积β-PbO2层时,由其晶体结构所决定,不可避免地产生β-PbO2镀层内固有的内应力,可通过向涂层中掺杂防腐蚀的、电化学性能不活泼的颗粒物料和纤维物料来消除这种内应力。因此掺杂其他物质成为当前研究的重点。

Liu等制备了Ti/Bi-PbO2电极。通过检测发现,掺杂Bi可以减小晶粒尺寸,从而使

Ti/Bi-PbO2电极不但具有良好的电催化性能而且能耗很低。Bi的掺杂是一种新的尝试,值得进一步研究。卢鑫等采用电沉积法制备了含有中间层的Bi、Co、Cu、Sn 4种元素掺杂的钛基PbO2电极,研究表明,掺杂Co电极的电催化活性有明显提高。

Andrade等制备了纯的Ti-β-PbO2电极和掺杂Fe和F的Ti-Pt/β-PbO2-Fe,F电极。通过TOC检测发现, 在降解有机废水的效果上, 后者明显优于前者。

Tong等采用电沉积的方法制备了(Ti/ PTFE-β-PbO2)电极。研究表明与普通的Ti/β-PbO2电极相比Ti/PTFE-β-PbO2电极在硫酸溶液中电解时显示出很长的寿命。因为PTFE的掺杂可以减小内部压力,使涂层表面变得更光滑。这种电极具有良好的发展前景。