CN1073747C - 活性二氧化铅电极及其制备方法和用途 - Google Patents

活性二氧化铅电极及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种活性二氧化铅电极及其制备方法和用途，该电极是以钛板为载体，将钛板经酸蚀后，用20%烷氧基锡丁醇液和20%三氯化锑丁醇液混合物涂液涂敷后、在450℃下热氧化形成一极薄层锡、锑氧化物中间层，其中间层的厚度为1-3微米，然后将其作阳极在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中电沉积厚度为0.013-0.15毫米的β-PbO2层；并以该二氧化铅电极作阳极用于隔膜电解法生产硼酸工艺中。

Description

活性二氧化铅电极及其制备方法和用途
本发明涉及一种活性二氧化铅电极及其制备方法和用途。
二氧化铅电极具有良好的导电性能，因此长期以来，人们一直着力研究，以寻求将其用于工业生产的途径。以往二氧化铅以β-PbO2的形式电沉积在石墨、碳、陶瓷等非金属表面上或铂、钽等金属表面上制成二氧化铅电极，但用这些方法制备的电极由于二氧化铅电镀层多孔、镀层不均匀、附着力差等在电化学过程中常常变得不稳定。直至研究出钛基二氧化铅电极，才开始将其角于电解法生产氯酸盐以及扩大到氯酸盐、高氯酸盐等含氧化合物的电解工艺取得较大的进展。但如何制备具活性中间层的二氧化铅电极并将其作为阳极采用电解法制取硼酸工艺尚无文献报导。
本发明的目的提供了一种具活性中间层、制备方法简单、价格低廉的活性二氧化铅电极及其制备方法和用途，该电极作为电解法生产硼酸工艺中的阳极时，阳极析氧电位低、电解过程运行电压低、电极电化学性能稳定、阳极电流效率高。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种活性二氧化铅电极，是以钛板为载体；在面积为0.1-0.8平方米、厚为1-2毫米的钛板上有一层活性锡、锑氧化物中间层，该中间层的厚度为1-3微米；在中间层上电沉积有厚度为0.013-0.15毫米的β-PbO2层。
一种活性二氧化铅的制备方法是将钛板经酸蚀后，再用20％烷氧基锡丁醇液和20％三氯化锑丁醇液的混合物涂液涂敷1-3次，用热风吹干后，在450℃下热氧化1小时，形成一层极薄的活性锡、锑氧化物层，用水洗去附着物、凉干，再在450℃下热氧化半小时；然后将其作为阳极，在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中，电沉积一薄层β-PbO2，即制得了活性钛基二氧化铅电极。
一种活性二氧化铅电极的用途是将该电极作阳极，用于隔膜电解法生产硼酸工艺中；电解时，阳极电流密度为250A/m2-800A/m2，电解运行槽电压为3.0-5.5V。
本发明的目的还可通过如下措施来实现；
所述的活性二氧化铅电极的制备方法中的涂液烷氧基锡丁醇液与三氯化锑丁醇液的体积比为(2.5～3.5)∶1；制备二氧化铅电极的电镀液中硝酸铅为160～200g/l、硝酸为5-15ml/l、氟化钠为0.5-2g/l，电沉积的阳极电流密度为1-12A/dm2、电镀温度为80-90℃、电镀时间为1-15分钟、阴极材料为不锈钢。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明首次提供了一种具锡、锑活性氧化物底层的钛基二氧化铅非贵金属电极，并将其首次用于隔膜电解法生产硼酸工艺中。
2、本发明的电极制备方法简单、电极价格低廉。
3、本发明的活性二氧化铅电极在电解法生产硼酸工艺中作阳极时，阳极析氧电位低、电极电化学性能稳定、耐腐蚀性能好，能满足工业生产对阳极寿命的要求；且在电解过程中运行槽电压低、阳极电流效率高达90％以上，因而硼、碱收率高、硼酸产品纯度高、能耗低。
本发明还将结合实施例作进一步详述：
实施例一：
一种活性二氧化铅电极，是以钛板为载体；在面积为0.1平方米、厚为1毫米的钛板上有一层活性锡、锑氧化物中间层，该中间层的厚度为1微米；在中间层上电沉积有厚度为0.15毫米的β-PbO2层。
活性二氧化铅电极的制备方法是将钛板经酸蚀后，再用20％烷氧基锡丁醇液和20％三氯化锑丁醇液的混合物涂液涂敷1次，用热风吹干后，在450℃下热氧化1小时，形成一层极薄的活性锡、锑氧化物层，用水洗去附着物、凉干，再在450℃下热氧化半小时；然后将其作为阳极，在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中，电沉积一薄层β-PbO2，即制得了活性钛基二氧化铅电极；所述的涂液烷氧基锡丁醇液与三氯化锑丁醇液的体积比为2.5∶1；制备二氧化铅电极的电镀液中硝酸铅为160g/l、硝酸为5ml/l、氟化钠为0.5g/l，电沉积的阳极电流密度为12A/dm2、电镀温度为80℃、电镀时间为15分钟、阴极材料为不锈钢。
所述的活性二氧化铅电极的用途是将该电极作阳极，用于隔膜电解法生产硼酸工艺中；电解时，阳极电流密度为250A/m2，电解运行槽电压为3.0V。
实施例二：
一种活性二氧化铅电极，是以钛板为载体；在面积为0.8平方米、厚为2毫米的钛板上有一层活性锡、锑氧化物中间层，该中间层的厚度为3微米；在中间层上电沉积有厚度为0.04毫米的β-PbO2层。
其制备方法是将钛板经酸蚀后，再用20％烷氧基锡丁醇液和20％三氯化锑丁醇液的混合物涂液涂敷3次，用热风吹干后，在450℃下热氧化1小时，形成一层极薄的锡、锑氧化物层，用水洗去附着物、凉干，再在450℃下热氧化半小时；然后将其作为阳极，在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中，电沉积一薄层β-PbO2，即制得了活性钛基二氧化铅电极；所述的涂液烷氧基锡丁醇液与三氯化锑丁醇液的体积比为3.5∶1；制备二氧化铅电极的电镀液中硝酸铅为200g/l、硝酸15ml/l、氟化钠2g/l，电沉积的阳极电流密度为6A/dm2、电镀温度为90℃、电镀时间为8分钟、阴极材料为不锈钢。
其用途与例一同。
实施例三：
一种活性二氧化铅电极，是以钛板为载体；在面积为0.5平方米、厚为1.5毫米的钛板上有一层活性锡、锑氧化物中间层，该中间层的厚度为2微米；在中间层上电沉积有厚度为0.013毫米的β-PbO2层。
其制备方法是将钛板经酸蚀后，再用20％烷氧基锡丁醇液和209％三氯化锑丁醇液的混合物涂液涂敷2次，用热风吹干后，在450℃下热氧化1小时，形成一层极薄的活性锡、锑氧化物层，用水洗去附着物、凉干，再在450℃下热氧化半小时；然后将其作为阳极，在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中，电沉积一薄层β-PbO2，即制得了活性钛基二氧化铅电极；所述的涂液烷氧基锡丁醇液与三氯化锑丁醇液的体积比为3∶1；制备二氧化铅电极的电镀液中硝酸铅为180g/l、硝酸10ml/l、氟化钠1g/l，电沉积的阳极电流密度为2A/dm2、电镀温度为85℃、电镀时间为3分钟、阴极材料为不锈钢。
其用途与例一同。

Claims (5)

1、一种活性二氧化铅电极，是以钛板为载体；其特征是在面积为0.1-0.8平方米、厚为1-2毫米的钛板上有一层活性锡、锑氧化物中间层，该中间层的厚度为1-3微米；在中间层上电沉积有厚度为0.013-0.15毫米的β-PbO2层。
2、一种权利要求1所述的活性二氧化铅电极的制备方法，其特征是将钛板经酸蚀后，再用20％烷氧基锡丁醇液和20％三氯化锑丁醇液的混合物涂液涂敷1-3次，用热风吹干后，在450℃下热氧化1小时，形成一层极薄的活性锡，锑氧化物层，用水洗去附着物、凉干，再在450℃下热氧化半小时；然后将其作为阳极，在硝酸铅、硝酸、氟化钠电镀液体系中，电沉积一薄层β-PbO2，即制得了活性钛基二氧化铅电极。
3、如权利要求2所述的活性二氧化铅电极的制备方法，其特征是所述的涂液烷氧基锡丁醇液与三氯化锑丁醇液的体积比为(2.5～3.5)∶1。
4、如权利要求2所述的活性二氧化铅电极的制备方法，其特征是制备二氧化铅电极的电镀液中硝酸铅为160～200g/l、硝酸为5-15ml/l、氟化钠为0.5-2g/l，电沉积的阳极电流密度为1-12A/dm2、电镀温度为80-90℃、电镀时间为1-15分钟、阴极材料为不锈钢。
5、一种权利要求1所述的活性二氧化铅电极的用途，其特征是可将该电极作阳极，用于隔膜电解法生产硼酸工艺中；电解时，阳极电流密度为250A/m2-800A/m2，电解运行槽电压为3.0-5.5V。
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