CN101665952B - 一种钛基二氧化铑电极及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛基二氧化铑电极及其制备方法和用途；由钛基体、在钛基体外涂覆的铈、钇和铕氧化物层和在铈、钇和铕氧化物层外涂覆的二氧化铑和钙钛矿型金属氧化物构成，涂层的成份按金属氧化物重量百分比计为：A RhO2∶B EOx∶C Goy，式中，A＝4-6％，B＝75-90％，C＝5-20％，上述取值范围应满足100％，且x＝1-4，y＝1-3；E为铈、钇和铕，G为Ca、Sr、Ba的一种或多种元素；金属氧化物涂层厚度为4-100微米；电极具有使用寿命长，电化学性能稳定、成本低廉等优点。
Description
技术领域
本发明涉及钛基涂层电极，更具体地涉及一种不溶性的带铈、钇和铕碱金属中间层的钛基二氧化铑电极及其制备方法和用途，该电极用于有机、无机及电化学合成和水处理、絮凝、杀菌、电催化氧化阳极。
背景技术
由于目前使用的钌-钛(RuO2-TiO2)阳极在处理酸性介质中易钝化，RuO2易被氧化成RuO3，RuO4，从电极表面脱落从而使电极失去活性，在析氧环境中钛基体表面与涂层之间易生成高电阻TiO2，导致电压升高，电流下降，使电极失效，同时采用锡、锑涂层连接困难，也易脱落，最终使电极失效。因此，本领域迫切需要开发使用寿命长、电化学性能至优，更为经济的阳极材料的电极。
发明内容
本发明的目的是提供一种寿命长、电化学性能优异的阳极材料的钛基二氧化铑电极及其制备方法和用途。
本发明的钛基二氧化铑电极由钛基体、在钛基体外涂覆的铈、钇和铕氧化物层和在铈、钇和铕氧化物层外涂覆的RhO2和钙钛矿型金属氧化物构成，涂层的成份按金属氧化物重量百分比计为：
A RhO2∶B EOx∶C GOy
式中，A＝4-6％，B＝75-90％，C＝5-20％，并且上述取值范围应满足100％，且x＝1-4，y＝1-3。
E为Ce、Y和Eu，G为Ca、Sr、Ba的一种或多种元素。
本发明的另一优选例中，该电极位于钛基体和钙钛矿型复合金属氧化物涂层之间的铈、钇和铕氧化物中间层为CeO2、Y2O3和Eu2O3，其重量百分比为CeO2＝30-60％，Y2O3＝10-50％，Eu2O3＝20-40％，上述取值范围满足100％，G＝Ca或Sr时，电极材料的综合性能最佳。
在本发明提供的电极的制备方法，它包括以下步骤：
a)对钛基体进行喷砂，去除油污处理，然后进行刻蚀处理；
b)将铈、钇和铕中间层涂料均匀涂刷在处理过的钛基体上，经烘干，然后在400-700℃烧结15-20分钟，其中该铈、钇和铕中间层涂料为铈、钇和铕的氧化物；
c)重复步骤b)1-20次；
d)涂刷表面层涂料，在烘干后，然后在400-700℃烧结20-30分钟，其中该表面层涂料为RhO2和Ca、Sr或Ba氧化物的混合物；
e)重复步骤d)1-60次，其中最后一次烧结30-40分钟。
涂层的厚度为2-100微米，最佳为30-40微米。
所用的溶剂由含有至少一种无水低级脂肪醇与至少一种无水挥发性酸的无水混合物组成。
本发明提供了一种抗氧化能力极强的RhO2配以强催化的碱土金属以及其有良好的电活性钙钛矿族的元素，组成新型三元复合金属氧化物涂层电极。
具体实施方式
实施例1：
d)对钛基体进行喷砂，去除油污处理，然后进行刻蚀处理；
e)将铈、钇和铕氧化物溶剂均匀涂刷在处理过的钛基体上，经烘干，然后再400-700℃烧结15-20分钟；
f)重复步骤b)1-20次；
d)涂刷表面层涂料，烘干后，在400-700℃烧结20-30分钟，其中该表面层涂料为RhO2和Ca、Sr或Ba氧化物的混合物；
e)重复步骤d)2-60次，其中最后一次烧结30-40分钟。
表面涂料配方
RhO2 0.12g
CaO 0.06g
SrO 0.04g
HCl 1ml
CH3CH2CH2CH2OH(正丁醇) 9ml
中间层涂料配方：
Eu2O3 0.60g
Y2O3 0.76g
CeO2 0.44g
HCl 7ml
(CH3)2CHO1(异丙醇) 3ml。
实施例2：
表面涂料配方
RhO2 0.12g
CaCl2 0.33g
SrCl2 0.42g
HCl 3ml
CH3CH2CH2CH2OH(正丁醇) 7ml
中间层涂料配方：
Eu2O3 0.54g
Y2O3 0.27g
CeO2 1.62g
HCl 5ml
(CH3)2CHO1(异丙醇) 5ml
制备方法同实施例1。
实施例3：
表面涂料配方
RhO2 0.05g
CaO 0.07g
SrO 0.08g
HCl 3ml
CH3CH2CH2CH2OH(正丁醇) 7ml
中间层涂料配方：
Eu2O3 0.24g
Y2O3 0.24g
CeO2 0.32g
HCl 7ml
(CH3)2CHO1(异丙醇) 3ml
制备方法同实施例1。
Claims (4)
1.一种钛基二氧化铑电极，其特征在于：由钛基体、在钛基体外涂覆的铈、钇和铕氧化物层和在铈、钇和铕氧化物层外涂覆的二氧化铑和钙钛矿型金属氧化物构成，涂层的成份按金属氧化物重量百分比计为：
A为4-6％，B为75-90％，C为5-20％，上述取值范围满足100％；
A：RhO2；B：氧化铈、氧化钇和氧化铕；C：氧化钙、氧化锶、氧化钡的一种或多种；
金属氧化物涂层厚度为4-100微米。
2.如权利要求1所述的钛基二氧化铑电极，其特征在于：铈、钇和铕氧化物层为CeO2、Y2O3和Eu2O3，其重量百分比为CeO2＝30-60％，Y2O3＝10-50％，Eu2O3＝20-40％，上述取值范围应满足100％。
3.一种制备权利要求1所述的钛基二氧化铑电极的方法，其特征在于：根据权利要求1的成分比例该方法步骤如下：
a)对钛基体进行喷砂，去除油污处理，然后进行刻蚀处理；
b)将铈、钇和铕氧化物溶剂均匀涂刷在处理过的钛基体上，经烘干，然后再400-700℃烧结15-20分钟；
c)重复步骤b)1-20次；
d)涂刷表面层涂料，烘干后，在400-700℃烧结20-30分钟，其中该表面层涂料为RhO2和Ca、Sr或Ba氧化物的混合物；
e)重复步骤d)2-60次，其中最后一次烧结30-40分钟。
4.权利要求1所述的钛基二氧化铑电极的用途，其特征在于：用于有机、无机合成和水处理和杀菌。
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