CN103305038A - 涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法 - Google Patents

涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化工领域，具体涉及涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法。涂层材料包括：按重量计，铂10-20份，钒5-12份，钇7-10份，钌25-30份，铌16-24份，钛3-7份，铁6-15份。其制备方法包括：分别将铂、钒、钇、钌、铌、钛、铁粉碎为粉末，并将上述粉末混合；再向其中加入乙醇，溶解，得到涂层材料。包括该涂层材料的阳极包括：阳极本体，其外表面设有涂覆层；其制备方法包括：取阳极本体，向阳极本体的外表面涂刷所述涂层材料；烘干并烧结上述涂刷所述涂层材料的阳极本体，得到产品。本发明能够大幅度提高获取羟基自由基的效率、稳定羟基自由基的生成量。

Description

涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体而言，涉及涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法。
背景技术
羟基自由基(·OH)是一种重要的活性氧，从分子式上看是由氢氧根（OHˉ）失去一个电子形成。羟基自由基具有极强的得电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v，是自然界中仅次于氟的氧化剂。
羟基自由基（·OH）因其有极高的氧化电位，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染，因而广泛用于有机毒素的去除，工业、民用废水的无害化处理等。
现有获取羟基自由基的方法之一是电解氧化法，其原理是在外加电场作用下，令两个相配合使用的电极中的阳极电解，直接或间接产生具有强氧化活性的羟基自由基。
通过电解氧化法获取羟基自由基的过程中，阳极材料是影响羟基自由基的获取效率的重要因素，现有的阳极材料有不锈钢、钛金属等。这些阳极材料在实际应用中存在羟基自由基的获取效率低下的问题，主要表现为对于有机毒素的去除效率较低，需要的电解电流较大，能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于提供涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了涂层材料，包括：
按重量计，铂10-20份，钒5-12份，钇7-10份，钌25-30份，铌16-24份，钛3-7份，铁6-15份。
在本发明的实施例中提供了上述涂层材料的制备方法，包括下列步骤：
步骤A：分别将铂、钒、钇、钌、铌、钛、铁粉碎为粉末，并将上述粉末混合；
步骤B：向混合后的粉末中加入乙醇，溶解，得到涂层材料。
在本发明的实施例中提供了包括上述涂层材料的用于电极氧化法的阳极，包括：阳极本体，所述阳极本体的外表面设有涂覆层；
所述涂覆层为所述涂层材料。
在本发明的实施例中提供了上述用于电极氧化法的阳极的制备方法，包括下列步骤：
步骤一：取阳极本体，向阳极本体的外表面涂刷所述涂层材料；
步骤二：烘干并烧结上述涂刷所述涂层材料的阳极本体，得到产品。
本发明上述实施例的涂层材料及制备方法、包括该涂层材料的阳极及制备方法，能够大幅度提高获取羟基自由基的效率、稳定羟基自由基的生成量；从而能够提高有机毒素的去除效率，减小电解电流、降低能耗。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
实施例一
该实施例提供了一种涂层材料，包括：
按重量计，铂10-20份，钒5-12份，钇7-10份，钌25-30份，铌16-24份，钛3-7份，铁6-15份。
此外，上述涂层材料中还可以进一步添加钽3-5份，或者钨7-10份，或者锆12-18份，或者同时添加钽3-5份，钨7-10份，锆12-18份。
实施例二
该实施例提供了一种优选的涂层材料，包括：
按重量计，铂15-20份，钒7-12份，钇8-10份，钌25-30份，铌20-24份，钛3-6份，铁6-10份。
实施三
该实施例提供上述涂层材料的制备方法，包括下列步骤：
步骤A：分别将铂、钒、钇、钌、铌、钛、铁粉碎为粉末，并将上述粉末混合；
步骤B：向混合后的粉末中加入乙醇，溶解，得到涂层材料。
此外，针对其它优选的涂层材料的制备方法，可以在实施例三的基础上加以改进，如：
所述步骤A之后和所述步骤B之前还包括：
向步骤A的混合的粉末中加入以下中的一种或者多种：钨、钽和锆。
上述三个实施例提供的涂层材料及经过改进的涂层材料，涂覆烧制在现有任意阳极材料上形成釉面，能够大幅度提高获取羟基自由基的效率、稳定羟基自由基的生成量、提高电解的电流效率、降低能耗，增加阳极材料的功效寿命。
实施例四
该实施例提供了一种包括上述涂层材料的用于电极氧化法的阳极，包括：阳极本体，所述阳极本体的外表面设有涂覆层；所述涂覆层为所述涂层材料。
同理，此改进后的阳极获取羟基自由基的效率提高。
上述用于电极氧化法的阳极的制备方法包括下列步骤：
步骤一：取阳极本体，向阳极本体的外表面涂刷所述涂层材料；
步骤二：烘干并烧结上述涂刷所述涂层材料的阳极本体，得到产品。
此外，为了更进一步说明本发明的有益效果，以下还提供了具体的试验例，如表一所示，共14个试验例。
表一14个试验例的配方
Figure BDA00003399117800051
同时为充分说明本发明获取羟基自由基的效率高，还将上述14个试验例应用于实际用途，考察了其获取羟基自由基的效率。具体试验方法如下：
将上述试验例涂覆于阳极，并用于实际用途，测量其产生的羟基自由基对其它作用物的氧化结果。在电流、电压相同、作用时间相同、作用物相同的基础上，测定作用物的氧化结果。作用物为以下几种：
农药类：百菌清(μg/L)、敌敌畏(μg/L)、毒死蜱(μg/L)等。
抗生素：磺胺二甲基嘧啶(μg/L)等。
细菌：菌落总数（CFΜ/L）、大肠杆菌(CFΜ/L)等。
作用时间：10分钟。
电源：直流脉冲电源。
脉冲频率：3260-4500Hz。
电压：<36V。
电流密度：400mA/平方厘米±40mA/平方厘米
水：普通自来水。
作用物与水中的浓度、数量比例一致。
下表二为作用物被氧化前的浓度、数量。
表二各种作用物被氧化前的浓度、数量
Figure BDA00003399117800071
试验例14最终对作用物的氧化结果如表三所示。
表三作用物的氧化结果
Figure BDA00003399117800072
Figure BDA00003399117800081
上述实验结果，是每组样品对每组作用物测试100次所取的平均值。对于现有的阳极材料，一般降解率或灭活率只有60%～80%（每次电解，其灭活率都能达到99%，但是100次中只有60～80次达到，所以平均灭活率，只有60%～80%）。
由上文可知，本发明提供的涂层材料用于电解氧化获取的羟基自由基，实验100次中，灭活率达到99%的次数远远高于现有阳极材料，14个试验例对作用物的氧化率均在94%以上，并且其中试验例14的效率最高，高达97.69%以上。进一步说明，本发明的涂层材料获取羟基自由基的效率高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.涂层材料，其特征在于，包括：
按重量计，铂10-20份，钒5-12份，钇7-10份，钌25-30份，铌16-24份，钛3-7份，铁6-15份。
2.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，按重量计，还包括：钽3-5份。
3.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，按重量计，还包括：钨7-10份。
4.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，按重量计，还包括：锆12-18份。
5.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，按重量计，还包括：钽3-5份，钨7-10份，锆12-18份。
6.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，包括：
按重量计，铂15-20份，钒7-12份，钇8-10份，钌25-30份，铌20-24份，钛3-6份，铁6-10份。
7.权利要求1所述的涂层材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤A：分别将铂、钒、钇、钌、铌、钛、铁粉碎为粉末，并将上述粉末混合；
步骤B：向混合后的粉末中加入乙醇，溶解，得到涂层材料。
8.根据权利要求7所述的涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A之后和所述步骤B之前还包括：
向步骤A的混合的粉末中加入以下中的一种或者多种：钨、钽和锆。
9.包括权利要求1-6任一项所述的涂层材料的用于电极氧化法的阳极，其特征在于，包括：阳极本体，所述阳极本体的外表面设有涂覆层；
所述涂覆层为所述涂层材料。
10.权利要求9所述的用于电极氧化法的阳极的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：取阳极本体，向阳极本体的外表面涂刷所述涂层材料；
步骤二：烘干并烧结上述涂刷所述涂层材料的阳极本体，得到产品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101634018A (zh) * 2008-07-27 2010-01-27 比亚迪股份有限公司 一种用于塑料基材的选择性化学镀方法
CN101983104A (zh) * 2008-09-26 2011-03-02 田中贵金属工业株式会社 改进修补基面涂层和罩面层的粘合性和涂层完整性

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