CN107419292B - 一种透气析氯电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：1)基体处理；2)前驱体沉积浴配制；3)沉积层制备；4)薄膜中间层制备；5)活性溶液配制；6)烧结。本发明提供了一种析氯电位低、使用寿命长、电解效率高、运行成本低的新型次氯酸钠发生器的透气析氯电极的制备方法。

Description

一种透气析氯电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种次氯酸钠发生器电极，具体涉及一种透气析氯电极的制备方法。
背景技术
随着地球上水资源的不断被污染和水资源的不断缺乏，消毒水处理显得越来越重要，现场制备次氯酸钠与其他消毒技术相比，优势明显，但目前市场上的次氯酸钠发生器存在电耗和盐耗太高、电极使用寿命短等问题，严重制约其大规模应用，影响次氯酸钠发生器性能并制约其应用的关键之处在于电极材料。
专利CN201210172519.9一种钛阳极的制备方法公开了一种钛阳极的制备方法，其先在钛基体表面沉积一层惰性薄膜，然后再涂敷活性氧化物涂层。该方法虽然提高了钛基体与涂层的粘结力，但惰性薄膜导电性差、抗氧渗透能力差，导致电极的电流效率降低、耐腐蚀性差，使得次氯酸钠发生器的电耗和盐耗增加，电极使用寿命短，不利于节能降耗。
专利CN02804636.6电极涂层及其使用和制备方法公开了一种采用电沉积法制备氯酸钠的电极涂层，虽然电沉积法制备工艺相对简单，但该专利中采用钛板或钛管作为承载金属氧化物的基体，显得比表面积小，导致电极电解效率低，次氯酸钠发生器运行成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种析氯电位低、使用寿命长、电解效率高、运行成本低的新型次氯酸钠发生器的透气析氯电极的制备方法。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，先除去多孔钛表面油污，再对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL前驱体，加入HCl溶液中，然后调节pH至1-5，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积，工作电极和对电极之间间隔15-19mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为3-7℃/min，恒定450-470℃保温50-60min，得到薄膜中间层；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2-5min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，再冷却至室温，重复涂覆9-19次；最后将涂覆好的试样在400℃-530℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
优选地，步骤1)的多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为30％-45％、孔径为5μm-20μm、厚度为1mm。
优选地，步骤1)中，多孔钛处理的具体步骤为：先将多孔钛置于浓度为10％的NaCl溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体。
优选地，步骤2)中的前驱体为IrCo溶液、IrSn溶液、IrSb溶液中的一种。
优选地，步骤3)中电沉积的参数为：控制沉积浴温度为2-4℃，阴极电流密度为15-30mA/cm2，电沉积时间为20-60min。
优选地，步骤4)中薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-SnO2、IrO2-Sb2O5的一种或两种以上。
优选地，步骤5)中，析氯加速剂由含钕化合物、含铕化合物、含镱化合物、含钆化合物、含镝化合物中的三种或三种以上组成。
优选地，所述析氯加速剂中的金属离子，所占活性涂层溶液的金属离子含量，按金属离子摩尔百分比计：Nd3+为0-0.8mol％，Eu3+为0.8-1.2mol％，Yb3+为0.9-1.3mol％，Gd3+为0-0.8mol％，Dy3+为0.9-1.2mol％。
优选地，步骤5)中，活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为16-23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为9-15mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为61-74mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为1-3mol％。
优选地，步骤6)中，恒温干燥箱中干燥温度为130-170℃，干燥时间为12-18min；马弗炉中温度为400℃-530℃，烧结时间为8-16min。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用透气多孔钛作为钛基体代替现有技术中的钛板或钛管，使得相同几何尺寸的钛基体的比表面积增大数十倍，提供了一种析氯电位低、使用寿命长、电解效率高、运行成本低的新型次氯酸钠发生器的透气析氯电极的制备方法；
2、本发明采用电化学沉积法在透气多孔钛基体上制备一层纳米复合薄膜作为中间层，该薄膜以铱为主，具有极好的导电性、耐腐蚀性，能够显著提高钛基体与涂层的粘结力、降低电解槽槽电压；依据多孔钛孔径大小，采用最佳的电沉积工艺，使得涂层厚度达到最佳值，从而使透气电极的电解效率、使用寿命和运行成本达到最优；
3、本发明以稀土元素Nd、Eu、Yb、Gd、Dy中的三种种或三种以上组合作为次氯酸钠发生器电极析氯加速剂；由于在烧结过程中稀土元素Nd、Eu、Yb、Gd、Dy可以以置换或者添隙的方式进入RuO2晶格內，Nd3+、Eu3+、Yb3+、Gd3+、Dy3+等比Ru4+的价态低，从电荷平衡角度考虑，低于四价的稀土掺杂将导致RuO2晶体中氧空位缺陷增多，电催化活性，此外，稀土离子半径较大，掺杂后使得RuO2晶体膨胀，晶体内电子空位增加，极大的增加了活性点数量，使得电极析氯效率显著增加，同时，稀土元素Nd、Eu、Yb、Gd、Dy都具有独特的4f电子结构，而且离子半径和电子能级十分接近，复合掺杂以上稀土元素能够起到良好的协同催化作用；因此，本发明的电极析氯加速剂能够显著提高次氯酸钠电极的析氯速度，提高设备产能，降低运行成本。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为30％-45％、孔径为5μm-20μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL前驱体，加入HCl溶液中，然后调节pH至1-5，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为2-4℃，阴极电流密度为15-30mA/cm2，电沉积时间为20-60min；工作电极和对电极之间间隔15-19mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为3-7℃/min，恒定450-470℃保温50-60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-SnO2、IrO2-Sb2O5的一种或两种以上；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.3-0.4mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
析氯加速剂由含钕化合物、含铕化合物、含镱化合物、含钆化合物、含镝化合物中的三种或三种以上组成；
含钕化合物为氯化钕、硝酸钕、硫酸钕、碳酸钕中的一种或两种以上。
含铕化合物为氯化铕、硝酸铕、硫酸铕、碳酸铕中的一种或两种以上。
含镱化合物为氯化镱、硝酸镱、硫酸镱、碳酸镱中的一种或两种以上。
含钆化合物为氯化钆、硝酸钆、硫酸钆、碳酸钆中的一种或两种以上。
含镝化合物为氯化镝、硝酸镝、硫酸镝、碳酸镝中的一种或两种以上。
析氯加速剂中，按金属离子摩尔百分比计包含：
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为16-23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为9-15mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为61-74mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为1-3mol％。
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2-5min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为130-170℃，干燥时间为12-18min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为400℃-530℃，烧结时间为8-16min，再冷却至室温，重复涂覆9-19次；最后将涂覆好的试样在400℃-530℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
实施例1a
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为35％、孔径为9μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL IrCo溶液，加入HCl溶液中，然后调节pH至2，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为3℃，阴极电流密度为16mA/cm2，电沉积时间为25min；工作电极和对电极之间间隔17mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为5℃/min，恒定460℃保温60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-SnO2、IrO2-Sb2O5；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.3mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为17mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为9mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为72mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为2mol％；
析氯加速剂由氯化铕、硫酸钕组成；析氯加速剂中，所占活性涂层溶液的金属离子，按金属离子摩尔百分比计，Eu3+为1.2％，Nd3+为0.8mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为15min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为460℃，烧结时间为10min，再冷却至室温，重复涂覆9次；最后将涂覆好的试样在460℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
实施例1b
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为35％、孔径为11μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL IrSn溶液，加入HCl溶液中，然后调节pH至3，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为3℃，阴极电流密度为18mA/cm2，电沉积时间为30min；工作电极和对电极之间间隔17mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为5℃/min，恒定460℃保温60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-SnO2、IrO2-Sb2O5；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.35mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为19mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为11mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为68mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为2mol％；
析氯加速剂由硫酸铕、硝酸镱组成；析氯加速剂中，所占活性涂层溶液的金属离子，按金属离子摩尔百分比计，Eu3+为1.1％，Yb3+为0.9mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为15min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为480℃，烧结时间为12min，再冷却至室温，重复涂覆10次；最后将涂覆好的试样在480℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
实施例1c
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为35％、孔径为14μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL IrSb溶液，加入HCl溶液中，然后调节pH至2，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为3℃，阴极电流密度为25mA/cm2，电沉积时间为35min；工作电极和对电极之间间隔17mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为5℃/min，恒定460℃保温60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-SnO2；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.38mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为21mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为11mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为66mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为2mol％；
析氯加速剂由氯化钆、硝酸镝组成；析氯加速剂中，所占活性涂层溶液的金属离子，按金属离子摩尔百分比计，Gd3+为0.8％，Dy3+为1.2mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为15min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为500℃，烧结时间为14min，再冷却至室温，重复涂覆15次；最后将涂覆好的试样在480℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
实施例1d
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为35％、孔径为16μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、8mL IrCo溶液和8mL IrSn溶液，加入HCl溶液中，然后调节pH至2，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为3℃，阴极电流密度为25mA/cm2，电沉积时间为40min；工作电极和对电极之间间隔17mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为5℃/min，恒定460℃保温60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-Sb2O5；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.4mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为12mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为62mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为3mol％；
析氯加速剂由硝酸铕、氯化镱、硫酸镝组成；析氯加速剂中，所占活性涂层溶液的金属离子，按金属离子摩尔百分比计，Eu3+为0.8mol％，Yb3+为1.3mol％，Dy3+为0.9mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡5min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为170℃，干燥时间为12min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为530℃，烧结时间为8min，再冷却至室温，重复涂覆12次；最后将涂覆好的试样在530℃下烧结50min，随炉冷却至室温，即可。
实施例1e
一种透气析氯电极的制备方法，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为35％、孔径为18μm、厚度为1mm，先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、6mL IrCo溶液和9mL IrSb溶液，加入HCl溶液中，然后调节pH至2，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积；电沉积的参数为：控制沉积浴温度为3℃，阴极电流密度为25mA/cm2，电沉积时间为40min；工作电极和对电极之间间隔17mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为5℃/min，恒定460℃保温60min，得到薄膜中间层，薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-Sb2O5；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯乙酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液，活性涂液中的金属离子浓度为0.4mol/L，溶剂与稳定剂体积比为10:1；
活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为12mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为62mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为3mol％。
析氯加速剂由硫酸铕、硝酸镱、硝酸镝组成；析氯加速剂中，所占活性涂层溶液的金属离子，按金属离子摩尔百分比计，Eu3+为0.9mol％，Yb3+为1.1mol％，Dy3+为1mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡5min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，干燥温度为170℃，干燥时间为12min，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，马弗炉中温度为530℃，烧结时间为8min，再冷却至室温，重复涂覆12次；最后将涂覆好的试样在530℃下烧结50min，随炉冷却至室温，即可。
对比例1
本对比例1的钛电极：钛基体为普通的钛板，制备方法为传统的热分解法，按照化学计量比Ru：Ir：Ti＝20:20:60将三氯化钌、氯铱酸、三氯化钛溶于正丁醇中，然后涂敷在钛板上，烘干后于450℃烧结10min，重复15次，最后一次烧结60min。
测量实施例1a-1e与对比例1的电极涂层厚度、析氯电位、析氧电位、强化寿命等参数，结果如表1所示：
表1各电极测量效果对比
由表1可见，对比例1的涂层厚度、析氯电位均大于实施例1a-1e，而析氧电位、强化寿命均小于实施例1a-1e，说明本发明的制备方法能够降低电极的析氯电位，从而使得电极的产氯效率、电流效率和使用寿命提高，降低了次氯酸钠发生器电耗和盐耗。
实施例2a
依照实施例1制备的电极在次氯酸钠试验电解槽系统中作为阳极被评估。在试验电解槽系统中，储盐水室装有盐水电解液，电解液借助蠕动泵不断进入电解槽，其流速是用流量计测量的并且是通过调节电解槽的流量阀实施控制的。电解槽有电极，阳极面积是100cm2，阴极是用纯钛制成，电极间距是3mm，来自直流稳流电源的外加电压5V，电流控制为15A。
1、试验系统是在下述条件下连续操作的：
温度：25℃
电流密度：1.5KA/m2
电极间距：3mm
盐水浓度：3％
盐水流速：6L/h；
2、测量下述各种指标被完成：
用碘量滴定法测量NaClO3的浓度；
电解液的温度；
电解槽电压；
3、计算下述各种指标：
电流效率
电耗
盐耗；
实施例2b-2e
试验测试方法与实施例2a一致，不同之处在于依次采用实施例1b-1e制备的电极作为试验阳极。
对比例2
本对比例采用对比例1制备的电极作为阳极，电解槽参数和实验系统条件与实施例1a-1e一致。
表2各电极电解试验效果对比
由表2可见，对比例2的电耗、盐耗均高于实施例2a-2d的析氯电位，对比例2的次氯酸钠产率、电流效率小于实施例2a-2d，说明本发明的制备方法制备的电极电耗、盐耗低，节能环保、使用寿命长、电解效率高。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种透气析氯电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)基体处理：将多孔钛作为基体，先除去多孔钛表面油污，再对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体；
2)前驱体沉积浴配制：将80-150mL无水乙醇、10-16mL去离子水、10-20mL前驱体，加入HCl溶液中，然后调节pH至1-5，得到前驱体沉积浴；
3)沉积层制备：在三电极体系电解槽中加入步骤2)得到的前驱体沉积浴，以铂电极为工作电极，以甘汞电极为参比电极，以步骤1)得到的钛基体作为阴极进行电沉积，工作电极和对电极之间间隔15-19mm，得到沉积层；
4)薄膜中间层制备：随后通过热处理将步骤3)得到的沉积层转化为结晶氧化物，在空气气氛中放入高温炉进行烧结，升温速率为3-7℃/min，恒定450-470℃保温50-60min，得到薄膜中间层；
5)活性溶液配制：以正丁醇、异丙醇体积比为2:1配制的混合溶液作为溶剂，以三氯化钌、氯依酸、钛酸四丁酯和析氯加速剂为溶质，以浓盐酸作为稳定剂，配置得到活性涂层溶液；活性涂层溶液中，按金属离子摩尔百分比计，钌离子所占溶液中的金属离子比例为16-23mol％，铱离子所占溶液中金属离子比例为9-15mol％，钛离子所占溶液中金属离子比例为61-74mol％，析氯加速剂中的金属离子所占内层活性涂液中金属离子的摩尔百分比为1-3mol％；析氯加速剂由含钕化合物、含铕化合物、含镱化合物、含钆化合物、含镝化合物中的三种或三种以上组成；所述析氯加速剂中的金属离子，所占活性涂层溶液的金属离子含量，按金属离子摩尔百分比计：Nd3+为0-0.8mol％，Eu3+为0.8-1.2mol％，Yb3+为0.9-1.3mol％，Gd3+为0-0.8mol％，Dy3+为0.9-1.2mol％；
6)烧结：将步骤4)得到的薄膜中间层置入步骤5)得到的活性涂层溶液中浸泡2-5min，取出后放入恒温干燥箱中干燥，后放入马弗炉中、空气气氛中烧结，再冷却至室温，重复涂覆9-19次；最后将涂覆好的试样在400℃-530℃下烧结60min，随炉冷却至室温，即可。
2.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤1)的多孔钛采用真空烧结法制备而成，得到的多孔钛的孔隙度为30％-45％、孔径为5μm-20μm、厚度为1mm。
3.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤1)中，多孔钛处理的具体步骤为：先将多孔钛置于浓度为10％的NaOH溶液中震动30min，除去表面油污，再利用浓度为20％的草酸溶液对多孔钛进行表面预处理，除去表面氧化物，得到钛基体。
4.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤2)中的前驱体为IrCo溶液、IrSn溶液、IrSb溶液中的一种。
5.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤3)中电沉积的参数为：控制沉积浴温度为2-4℃，阴极电流密度为15-30mA/cm2，电沉积时间为20-60min。
6.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤4)中薄膜中间层为IrO2-CoO2、IrO2-SnO2、IrO2-Sb2O5的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的透气析氯电极的制备方法，其特征在于，步骤6)中，恒温干燥箱中干燥温度为130-170℃，干燥时间为12-18min；马弗炉中温度为400℃-530℃，烧结时间为8-16min。
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