CN104451678A - 钕掺杂二氧化铅电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，将钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，通过热分解法在其表面镀有锡锑中间层，再经电沉积法电镀含钕氧化物的 β -PbO2晶体活性层，制得钕掺杂二氧化铅电极。本发明通过钕的掺杂，改善了电极表面结构，提高了电极催化氧化性能和稳定性，提供的电极可有效降解有机物，处理效果好，电流效率高，成本低，具有很好的应用价值。

Description

钕掺杂二氧化铅电极的制备方法
技术领域
本发明属于环保废水处理领域，具体涉及一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法。
背景技术
电化学水处理技术因在处理有机废水中具有不消耗或很少消耗化学试剂、不会带来二次污染、操作容易、几乎能矿化所有有机物的优点而被广泛应用于难降解有机物处理。在电化学反应器中，电极处于核心地位。电极材料降解有机物时所表现出的高的反应速率和好的选择性是评价其电催化特性的重要标志。
形稳阳极(Dimensionally Stable Anode, DSA)以钛等耐腐蚀性能较好的金属作为基底，并在基底材料上涂敷催化涂层并通过元素掺杂修饰以提高阳极材料的催化活性、导电性能。DSA电极的出现，一方面克服了传统石墨电极、铂电极等存在的缺点，而成为目前化学工业应用广泛的电极材料；另一方面，为阳极材料制备提供了一个新思路，可根据电极反应的要求，设计电催化材料的结构、组成，通过材料加工、涂敷工艺，较容易地使不具备支撑功能的材料（金属氧化物涂层电极）在电极反应中获得应用。目前报道的DSA电极能够用于工程实践的以Ti基PbO2、IrO2、SnO2电极及以这三种材料为基础的掺杂型阳极为主。Ti/IrO2-Ta2O5电极寿命长，但析氧电位低，价格高，催化性能差；Ti/ SnO2电极催化性能好，但使用寿命短；Ti/PbO2电极做为阳极材料，电极析氧电位可在1.8 V以上，具有析氧电位高、氧化能力强、导电性好、制备方法简单、成本低廉、稳定性较好、可大面积制备等特点，对工业废水中难降解有机物有很好的电催化氧化降解能力。
但在使用过程中，研究者发现Ti/PbO2电极活性还有待进一步提高，同时还存在与基体结合力差、活性层稳定性差、电极寿命较短等缺点。改进Ti/PbO2电极性能的有效途径之一是将某些外部元素掺入电极表面活性层中，其目的是改善电极电催化活性层的微观结构、改善镀层性能、提高催化活性、增强稳定性，拓展其应用领域。目前研究表明，稀土掺杂的电极能产生多方面的影响，如电极的导电性、电极的析氧电位等，并且稀土氧化物的能带结构与电催化活性直接相关。有研究者研究了掺杂Er、Gd、La、Ce等稀土元素掺杂制备Ti/PbO2电极，与常规Ti/PbO2电极相比，对有机物具有更高的催化性能和电流效率，且具有更强的稳定性。Nd作为一种独特的稀土元素，被研究者用于掺杂改性Ti/SnO2电极表现出了良好的性能。本发明研究一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，所制备的电极性能优越。对比与戴启洲等人的专利（申请号201310048925.9），本发明制备方法较为简便；对比胡翔等人的专利（申请号201210592672.7），本发明采用钛材料作为基体，相比石墨基体性能更稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，通过该法提高二氧化铅电极的电催化氧化性能和稳定性。
本发明采用的技术方案是：
一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，所述钕掺杂二氧化铅电极以钛为基体，钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，在其表面依次镀有锡锑中间层和含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层；所述制备方法包括对钛基体表面进行喷砂打磨、草酸酸化刻蚀预处理，预处理后的基体表面通过刷涂热分解法制备锡锑氧化物中间层，然后在配制好的电镀液中采用电沉积的方法在中间层表面镀上含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层，从而制得所述的钕掺杂二氧化铅电极。
所述方法包括以下具体步骤：
（1）钛基体预处理
根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用20-50%NaOH溶液在50-70℃下加热1-3h；之后用5-20%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1-2h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于0.5-1.5%草酸溶液中保存待用；
（2）锡锑中间层制备
A、将锡锑溶胶凝胶溶液均匀地刷涂在步骤（1）得到的预处理后的钛基体表面，在110-130℃下烘干10-20min，冷却；B、重复A操作5-8次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中500-550℃进行热氧化处理10-15min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复10-20次，最后一次高温氧化时间控制为60-120min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层；所述锡锑溶胶凝胶溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为0.8-1.2L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为8-12:1，滴加少许浓盐酸防止水解；
（3）β-PbO2晶体活性层制备
将步骤（2）得到的镀有锡锑氧化物中间层电极作为阳极，相同面积的纯钛板作为阴极，电极间距1.5-5cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为60-70℃，电流密度设定为20-60mA/cm2恒电流电镀，电镀时间1-3h，即制得所述的钕掺杂二氧化铅电极；所述镀液按如下组成配制：0.5-0.8mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.2-0.4mol/LCu(NO3)2、0.02-0.06mol/LNaF、0.01-0.02 mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1-1.5L：1m2。
所述的钛基体为钛片、钛网或钛管。
所述步骤（1）按以下方法操作：根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用40%NaOH溶液在60℃下加热2h；之后用10%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1.5h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于1%草酸溶液中保存待用。
所述步骤（2）按以下方法操作：按步骤（1）预处理后的钛基体表面，在120℃下烘干15min，冷却；B、重复A操作6次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中530℃进行热氧化处理13min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复14次，最后一次高温氧化时间控制为90min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层。
所述步骤（2）中，锡锑溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为1L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为9:1，滴加少许浓盐酸防止水解。
所述步骤（3）中，所述电沉积时电极间距3cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为64℃，电流密度设定为40mA/cm2恒电流电镀，电镀时间2h。
所述步骤（3）中，所述镀液按如下比例配制：0.6mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.3mol/LCu(NO3)2、0.04mol/LNaF、0.015mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1.2L：1m2。
所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法制备得到的钕掺杂二氧化铅电极。
所述的钕掺杂二氧化铅电极在常温常压下降解处理酸性橙II的应用。
有益效果：按照本发明方法制得的钕掺杂二氧化铅电极，相比于未掺杂的二氧化铅电极，钕掺杂不改变镀层表面的β-PbO2晶型，但对于表面形貌、元素组成均有不同程度的改变；钕掺杂提高了电极的析氧电位和稳定性，析氧电位可达1.96V(vs.SCE)，强化寿命测试可达91h；钕掺杂二氧化铅电极对酸性橙II还表现为直接氧化作用，降解性能更强，电流效率更高，运行成本更低；钕掺杂二氧化铅电极催生·OH能力更强。
该电极催化性能好，使用寿命长，易于制备，具有较强的实用性，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为电沉积制备二氧化铅电极装置示意图，标记1为恒温磁力搅拌器；2 为转子；3为预处理后钛基体；4为未处理钛板；5为直流稳压电源。
图2为实例1中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极的SEM图(放大3000倍)，其中a为未掺杂二氧化铅电极，b为钕掺杂二氧化铅电极；
图3为实例1中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极的XRD图；
图4为实例1中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极的XPS图，其中a为未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极表层元素XPS图谱，b为钕掺杂二氧化铅电极表面Nd元素的XPS图谱；
图5为实例2中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极的线性极化曲线图；
图6为实例2中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极电解对苯二甲酸的荧光光谱与反应时间的关系图，其中a为未掺杂二氧化铅电极电解对苯二甲酸的荧光光谱与反应时间的关系图，b为钕掺杂二氧化铅电极电解对苯二甲酸的荧光光谱与反应时间的关系图；
图7为实例3中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极在酸性橙II中CV曲线图，其中a为未掺杂二氧化铅电极CV曲线图，b为钕掺杂二氧化铅电极CV曲线图；
图8为实例3中未掺杂二氧化铅电极和钕掺杂二氧化铅电极电解酸性橙II的去除率及降解动力学(图a)，TOC去除率和εinst(图b)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于下述实施例。所使用装置可参见附图1为电沉积制备二氧化铅电极装置示意图，标记1为恒温磁力搅拌器；2为转子；3为预处理后钛基体；4为未处理钛板；5为直流稳压电源。
具体实施例1
一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，所述钕掺杂二氧化铅电极以钛为基体，所述的钛基体为钛片。钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，在其表面依次镀有锡锑中间层和含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层；所述制备方法包括对钛基体表面进行喷砂打磨、草酸酸化刻蚀预处理，预处理后的基体表面通过刷涂热分解法制备锡锑氧化物中间层，然后在配制好的电镀液中采用电沉积的方法在中间层表面镀上含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层，从而制得所述的钕掺杂二氧化铅电极。
所述方法包括以下具体步骤：
（1）钛基体预处理
根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用20%NaOH溶液在50℃下加热1h；之后用5%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于0.5%草酸溶液中保存待用；
（2）锡锑中间层制备
A、将锡锑溶胶凝胶溶液均匀地刷涂在步骤（1）得到的预处理后的钛基体表面，在110℃下烘干10min，冷却；B、重复A操作5次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中500℃进行热氧化处理10min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复10次，最后一次高温氧化时间控制为60min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层；所述锡锑溶胶凝胶溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为0.8L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为8:1，滴加少许浓盐酸防止水解；
（3）β-PbO2晶体活性层制备
将步骤（2）得到的镀有锡锑氧化物中间层电极作为阳极，相同面积的纯钛板作为阴极，电极间距1.5cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为60℃，电流密度设定为20mA/cm2恒电流电镀，电镀时间1h，即制得所述的钕掺杂二氧化铅电极；所述镀液按如下组成配制：0.5mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.2mol/LCu(NO3)2、0.02mol/LNaF、0.01mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1L：1m2。
具体实施例2
一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，所述钕掺杂二氧化铅电极以钛为基体，所述的钛基体为钛管。 钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，在其表面依次镀有锡锑中间层和含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层；所述制备方法包括对钛基体表面进行喷砂打磨、草酸酸化刻蚀预处理，预处理后的基体表面通过刷涂热分解法制备锡锑氧化物中间层，然后在配制好的电镀液中采用电沉积的方法在中间层表面镀上含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层，从而制得所述的钕掺杂二氧化铅电极。
所述方法包括以下具体步骤：
（1）钛基体预处理
根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用40%NaOH溶液在60℃下加热2h；之后用10%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1.5h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于1%草酸溶液中保存待用；
（2）锡锑中间层制备
A、将锡锑溶胶凝胶溶液均匀地刷涂在步骤（1）得到的预处理后的钛基体表面，在120℃下烘干15min，冷却；B、重复A操作6次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中530℃进行热氧化处理13min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复14次，最后一次高温氧化时间控制为90min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层；所述锡锑溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为1L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为9:1，滴加少许浓盐酸防止水解；
（3）β-PbO2晶体活性层制备
将步骤（2）得到的镀有锡锑氧化物中间层电极作为阳极，相同面积的纯钛板作为阴极，电极间距3cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为64℃，电流密度设定为40mA/cm2恒电流电镀，电镀时间2h，即制得所述的钕掺杂二氧化铅电极；所述镀液按如下比例配制：0.6mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.3mol/LCu(NO3)2、0.04mol/LNaF、0.015mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1.2L：1m2。
具体实施例3
一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，所述钕掺杂二氧化铅电极以钛为基体，所述的钛基体为钛网。钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，在其表面依次镀有锡锑中间层和含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层；所述制备方法包括对钛基体表面进行喷砂打磨、草酸酸化刻蚀预处理，预处理后的基体表面通过刷涂热分解法制备锡锑氧化物中间层，然后在配制好的电镀液中采用电沉积的方法在中间层表面镀上含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层，从而制得所述的钕掺杂二氧化铅电极。
所述方法包括以下具体步骤：
（1）钛基体预处理
根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用50%NaOH溶液在70℃下加热3h；之后用20%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体2h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于1.5%草酸溶液中保存待用；
（2）锡锑中间层制备
A、将锡锑溶胶凝胶溶液均匀地刷涂在步骤（1）得到的预处理后的钛基体表面，在130℃下烘干20min，冷却；B、重复A操作8次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中550℃进行热氧化处理15min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复20次，最后一次高温氧化时间控制为120min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层；所述锡锑溶胶凝胶溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为1.2L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为12:1，滴加少许浓盐酸防止水解；
（3）β-PbO2晶体活性层制备
将步骤（2）得到的镀有锡锑氧化物中间层电极作为阳极，相同面积的纯钛板作为阴极，电极间距5cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为70℃，电流密度设定为60mA/cm2恒电流电镀，电镀时间3h，即制得所述的钕掺杂二氧化铅电极；所述镀液按如下组成配制： 0.8mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.4mol/LCu(NO3)2、0.06mol/LNaF、0.02 mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1.5L：1m2。
由图2可知，制备的钕掺杂二氧化铅电极表面呈现出更为明显的四面体立体晶型结构，晶粒均匀分布，且晶粒粒径变大；由图3可知，对比β-PbO2标准卡片（PDF#75-2417）图谱，制备的钕掺杂二氧化铅电极表面活性层主要是β-PbO2的四方体晶体结构，掺杂Nd后结晶度和结晶去向略有差别， Nd的掺入没有引入新的物相，说明Nd可能以置换或填隙的形式进入β-PbO2晶格，形成固溶体，使得衍射峰发生微小变化；由图4可知，制备的钕掺杂二氧化铅电极表面Pb以Pb4+价态存在，Nd掺杂后使得特征峰位对应的结合能分别增加了1.20eV和1.30eV，外层电子结合能代表了元素对价电子束缚能力的大小，电子结合能的改变将显著影响电极在应用过程中的催化性能，Nd掺杂后共沉积在电极表面主要以Nd3+化学态存在。
线性极化曲线测试条件为：制备的电极为工作电极（20mm×10mm），铂片电极为辅助电极（20mm×20mm），参比电极为饱和甘汞电极（SCE），电解液为0.5mol/LH2SO4溶液，扫描速度为10mv/s，扫描电位范围为0-2.5V，测试采用CHI660D型电化学工作站；图5为未掺杂二氧化铅电极和制备的钕掺杂二氧化铅电极线性极化曲线测定结果，其析氧电位分别为1.88和1.96V(vs.SCE)。可见，Nd的掺杂能较大幅度提高PbO2电极的析氧电位，将有利于提高电极对有机物的电催化氧化活性，提高电流效率。
强化寿命测试在1mol/L H2SO4溶液中进行，电流密度设定为2A/cm2，溶液温度恒为60℃，定义槽电压上升至10V以上所经历的电解时间为电极的强化寿命。强化寿命测试结果表明，未掺杂二氧化铅电极在反应68h后，电压出现骤升，电极表面镀层开始脱落，而制备的钕掺杂二氧化铅电极出现上述现象发生在电解91h后，说明Nd的掺杂有利于提高电极的稳定性。
电极催生羟基自由基能力测试条件为：以2*2cm2的待测试电极作为阳极，以2*2cm2的Ti板作为阴极，极板间距1cm，电解液为0.5mmol/L对苯二甲酸+0.5g/LNaOH+0.25mol/LNa2SO4溶液，体积为50ml，电流密度控制为10mA/cm2。实验每隔5min取样2ml，稀释10倍，测试采用岛津RF-5301PC型荧光分光光度计。由图6可知，未掺杂二氧化铅电极和制备的钕掺杂二氧化铅电极电解对苯二甲酸体系中，催生·OH的速率常数分别为0.4369和0.5443 min-1，说明Nd掺杂明显提高了电极催生·OH的能力。
如上述线性极化曲线测试体系，电解液换成含或不含100mg/L 酸性橙II的3%Na2SO4溶液，扫速为50mV/s，扫描电位范围为0-2V，进行CV测试。由图7可知，相比于未掺杂二氧化铅电极，制备的钕掺杂二氧化铅电极在1.35V(vs.SCE)附近出现了新的氧化峰，未有对应的还原峰出现，说明该氧化峰应为酸性橙II在电极表面发生氧化反应的氧化峰，表明该电极电极对酸性橙II还具有直接氧化作用，表现出更高的电催化氧化性能。
以上述制备的电极为阳极，钛板为阴极，3%硫酸钠为支持电解质，测定电极在3h内对100mg/L酸性橙II的降解性能，电流密度为10mA/cm2。由图8（a）可知，未掺杂二氧化铅电极和制备的钕掺杂二氧化铅电极对酸性橙II均表现出了较好的去除效果，在反应前1h时，酸性橙II的浓度迅速下降，随后去除效率缓慢上升，反应至3h后去除率分别达97.1%和99.2%。采用伪一级动力学方程对酸性橙II的浓度变化进行拟合，其反应速率常数k app 分别为0.0211和0.0264h-1，说明酸性橙II在钕掺杂二氧化铅电极上电催化氧化速率更快；采用TOC进一步考察电极对酸性橙II的电催化氧化降解效果，如图8（b）所示，未掺杂二氧化铅电极和制备的钕掺杂二氧化铅电极对溶液中TOC去除率分别达57.0%和71.9%，说明钕掺杂二氧化铅电极对酸性橙II表现出了更强的矿化作用。瞬时电流效率εinst对比表明，钕掺杂二氧化铅电极在矿化酸性橙II过程中表现出了更高的电流效率。
由以上实验可知，钕掺杂二氧化铅电极显示了较高的稳定性和较强的电催化氧化性能，对于酸性橙II有很好的矿化效果，该电极从污染物处理效果和能源利用效率出发，显示了广阔的应用前景。

Claims (10)

1.一种钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述钕掺杂二氧化铅电极以钛为基体，钛基体经过打磨、刻蚀预处理后，在其表面依次镀有锡锑中间层和含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层；所述制备方法包括对钛基体表面进行喷砂打磨、草酸酸化刻蚀预处理，预处理后的基体表面通过刷涂热分解法制备锡锑氧化物中间层，然后在配制好的电镀液中采用电沉积的方法在中间层表面镀上含钕氧化物的β-PbO2晶体活性层，从而制得所述的钕掺杂二氧化铅电极。
2.如权利要求1所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下具体步骤：
（1）钛基体预处理
根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用20-50%NaOH溶液在50-70℃下加热1-3h；之后用5-20%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1-2h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于0.5-1.5%草酸溶液中保存待用；
（2）锡锑中间层制备
A、将锡锑溶胶凝胶溶液均匀地刷涂在步骤（1）得到的预处理后的钛基体表面，在110-130℃下烘干10-20min，冷却；B、重复A操作5-8次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中500-550℃进行热氧化处理10-15min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复10-20次，最后一次高温氧化时间控制为60-120min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层；所述锡锑溶胶凝胶溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为0.8-1.2L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为8-12:1，滴加少许浓盐酸防止水解；
（3）β-PbO2晶体活性层制备
将步骤（2）得到的镀有锡锑氧化物中间层电极作为阳极，相同面积的纯钛板作为阴极，电极间距1.5-5cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为60-70℃，电流密度设定为20-60mA/cm2恒电流电镀，电镀时间1-3h，即制得所述的钕掺杂二氧化铅电极；所述镀液按如下组成配制：0.5-0.8mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.2-0.4mol/LCu(NO3)2、0.02-0.06mol/LNaF、0.01-0.02 mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1-1.5L：1m2。
3.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述的钛基体为钛片、钛网或钛管。
4.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）按以下方法操作：根据尺寸需要裁取钛基体，喷砂打磨使得表面呈现金属光泽后用去离子水冲洗；采用40%NaOH溶液在60℃下加热2h；之后用10%的草酸在加热微沸的情况下处理钛基体1.5h；酸处理完毕，用大量的蒸馏水冲洗钛基体表面残存的草酸及草酸钛；处理好的钛基体置于1%草酸溶液中保存待用。
5.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）按以下方法操作：按步骤（1）预处理后的钛基体表面，在120℃下烘干15min，冷却；B、重复A操作6次；C、将B操作后得到的电极片冷却后，在其表面均匀地刷涂锡锑溶胶凝胶溶液，然后在高温炉中530℃进行热氧化处理13min；D、将C操作后得到的电极片冷却，于A操作刷涂烘干后进行C操作高温热氧化，重复14次，最后一次高温氧化时间控制为90min，冷却后取出，即制得镀有锡锑氧化物的中间层。
6.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，锡锑溶液按如下比例配制：正丁醇体积与钛基体面积比例为1L：1m2，正丁醇中投加SnC14·5H2O和SbCl3摩尔比为9:1，滴加少许浓盐酸防止水解。
7.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述电沉积时电极间距3cm，在搅拌条件下，控制镀液温度为64℃，电流密度设定为40mA/cm2恒电流电镀，电镀时间2h。
8.如权利要求2所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述镀液按如下比例配制：0.6mol/LPb(NO3)2、0.1mol/L HNO3、0.3mol/LCu(NO3)2、0.04mol/LNaF、0.015mol/LNd(NO3)3，溶剂为水，溶液体积与钛基体面积比为1.2L：1m2。
9.如权利要求1-7任一项所述的钕掺杂二氧化铅电极的制备方法制备得到的钕掺杂二氧化铅电极。
10.如权利要求8 所述的钕掺杂二氧化铅电极在常温常压下降解处理酸性橙II的应用。
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