CN117185802A - 一种无基体亚氧化钛电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无基体亚氧化钛电极及其制备方法，包括如下步骤：采用80‑100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，压制，得到压片；将压片在还原气氛下烧结，得到无基体亚氧化钛电极。本发明制备的无基体亚氧化钛电极具有优秀的导电性能，并且制备方法简单，成本低。本发明制备的无基体亚氧化钛电极具有卓越的电催化活性和稳定性此外，此电极的孔洞结构丰富，传质能力优异，使其在电化学水处理领域有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及水处理电极制备技术领域，具体地，涉及一种无基体亚氧化钛电极及其制备方法。
背景技术
电化学水处理技术利用在电极表面发生的电化学反应，高效地去除污水中的有害物质。该方法具有很高的处理效率，能够有效地去除污水中的有机物等各种污染物。其次，该技术能够在常温常压下进行，节省了传统的高温、高压条件下的能源消耗。此外，该方法操作简单，适应性强，能够应对各种复杂的污水处理场景。该方法的核心之一是活性电极(阳极)，然而，在实际应用中，此技术还面临着以下挑战：
1)电极效率与寿命：活性电极的效率受到许多因素的影响，如电流密度、电解液的pH值、反应时间等。在一些极端条件下，电极可能会失去活性或者寿命大大缩短。
2)活性氧的生成效率：在电化学反应中，活性氧(如氧离子、过氧化氢、羟基自由基等)的生成效率通常与对污水的处理能力呈现正相关的关系，但当前在电极表面活性氧的生成效率方面还有很大提升空间。
3)设备和运行成本：在大规模商业应用中，电化学污水处理设备的制造成本和运行成本相对较高。例如，电极材料和制备工艺所需的成本、进行电化学反应所需的电能成本等。为推动电化学技术在污水处理领域的广泛应用，需进一步研究并创新技术以解决上述挑战。
在各类活性电极材料中，亚氧化钛材料由于其高导电性、优越的化学稳定性以及宽的电化学稳定电位窗口等独特性质，可满足电化学水处理中对优质电极的要求。在各类亚氧化钛材料中，Ti4O7材料具有出色的电导率，可达1500S/cm，这约为石墨的电导率(727S/cm)的两倍，，由于具备诸多优异的特性，亚氧化钛电极被广泛应用于电化学污水处理技术，特别是在去除有机污染物等方面。
目前，亚氧化钛材料在电化学水处理体系电极制备技术中存在三种主要形式：涂层电极、一体电极以及复合电极。其中涂层电极存在涂层包含物质较复杂、无法制备较纯的Ti4O7电极，且涂层与基体容易脱落，电极稳定性有待改良等缺陷。复合电极是指利用亚氧化钛材料修饰其他种类电极，其主体是其他种类电极，无法充分体现亚氧化钛材料的优越性。更进一步，当试图通过引入其他元素来提高复合电极的性能时，可能会遇到一些问题。例如，若引入贵金属类元素，虽然可以提高电极的催化性能，但会导致成本上升，影响了电极的经济性。而若引入如铅、锡、锑等过渡金属元素，尽管可以改善电极的电化学性能，但会导致潜在的重金属离子释放风险，对环境产生不良影响。采用无基体的一体电极制备工艺可以从根本上避免上述诸多弊端，但其主流制备方法中的压制还原步骤以及水热制膜步骤，由于还原程度难以掌控，容易导致电极组分不纯，最终削弱其催化性能。
无基体亚氧化钛电极具有以下优势：1)更高的化学稳定性：由于不包含其他基体材料，这类电极具有更高的化学稳定性和耐腐蚀性(如TiOx本身具有比一些金属基更高的耐腐蚀性)。2)潜在的成本优势：从原料成本考虑，其可能比使用如钌、铱等贵金属氧化物的DSA电极更经济。3)面向未来的拓展性：与基于贵金属的DSA电极相比，亚氧化钛具有光催化活性，为光电催化水中有机物的研究提供了潜在可能性。
专利(CN 115947614 A)描述了一种制备Ti4O7陶瓷电极的方法。通过将Ti4O7粉体与羟丙基甲基纤维素、PEO、木钙、甘油、钾水玻璃和水混合。经过搅拌混合后，使用真空炼泥机进行练泥操作。然后，采用真空挤出机将混合物制成平板电极坯体并在室温下干燥。随后，坯体在Ar气氛炉中进行两阶段的热处理，冷却后得到Ti4O7陶瓷电极。陶瓷的特性能够赋予电极材料较好的机械强度。然而这种制备电极的方法中使用了大量的添加剂，以钾水玻璃(完全分解温度大于1000℃)为代表的添加剂在热处理过程中难以分解完全，这会在一定程度上占据电极表面的有效位点，导致产生的活性氧量受到一些限制。
专利(CN 109110804 A)描述了一种利用作为还原剂的石墨粉和二氧化钛颗粒之间的粒度差，实现采用碳热还原工艺制备高纯Magnéli相亚氧化钛颗粒的方法，可作为优质电极材料的原材料。该方法证实了通过在高温的反应体系中引入还原组分，能够使钛的氧化物转化为低价的亚氧化钛。
目前制备工艺均存在高温下颗粒团聚、制备设备要求高、过程繁琐且不明确、电极品质不稳定和能耗较高等缺点，因而有必要设计一种制备成本低、电极品质优以及制备参数明确的无基体亚氧化钛电极以适用于电化学水处理领域。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于在提供一种无基体亚氧化钛电极及其制备方法，该电极的活性组分均匀，并具备卓越的导电性能、稳定性以及污水中有机物等的降解性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无基体亚氧化钛电极的制备方法，包括如下步骤：
采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，压制，得到压片；
将压片在还原气氛下烧结，得到无基体亚氧化钛电极。
进一步的，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，并且Ti4O7的质量含量至少为95％。
进一步的，粘结剂为质量浓度为1-15％的聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液或聚乙烯醇-水溶液。
进一步的，粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为1.5％-2.5％。
进一步的，压制的压力为30-60MPa，时间为5-10min。
进一步的，还原气氛为氩气和氢气的混合气体。
进一步的，氩气和氢气的体积比为7-9:1-3。
进一步的，烧结的过程为：先于300-600℃排胶40-80min，再于800-1200℃烧结2-4h。
进一步的，自室温以2-7℃/min的升温速率升温至300-600℃。
进一步的，无基体亚氧化钛电极厚度为1.8-2.2mm。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明中通过将亚氧化钛粉末与粘结剂混合后压片，使得亚氧化钛粉末与粘结剂混合均匀，克服了颗粒团聚的问题。本发明通过采用还原后的亚氧化钛粉末进行高温烧结，最大程度保证电极物相纯洁、形貌均匀，从而提升了电极催化性能和稳定性。本发明与传统的钛基涂层电极相比，由于不需要价格较高且较难以加工的钛基体材料、物理气相沉积设备、化学气相沉积设备等，因此具有相对理想的综合成本优势。此外与现有技术相比，本发明制备的无基体亚氧化钛电极具有优秀的导电性能，并且制备方法简单，成本低，且具有较高的实用价值和广泛的应用前景。本发明制备的无基体亚氧化钛电极具有卓越的电催化活性和稳定性。在特定条件下，该电极不仅能对酸性红G模拟染料废水实现高达82.78％的色度移除率和28.33％的COD移除率，还显示出较高的析氧过电位(约为1.8V)、较小的电阻以及超长的强化寿命(可达1400小时)。此外，此电极的孔洞结构丰富，传质能力优异，使其在电化学水处理领域有良好的应用前景。这种新型无基体亚氧化钛电极寿命，更是超过了现有的钛基体金属氧化物电极以及BDD电极，是一项具有突破性的创新。
进一步的，如果不使用粘结剂或选择了不合适的粘结剂，粉末可能不会均匀混合，或者在烧结过程中发生变形或裂纹。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)-乙醇粘结剂用于将亚氧化钛粉末颗粒结合起来，以形成一个均匀的糊状物，从而可以压制成型。粘结剂在干燥后增强了粉末之间的结合，这对于后续的烧结过程非常重要，因为它确保了烧结时的形态保持。
进一步的，使用氩与氢还原气氛的作用为：氢气提供了还原性，而氩气作为惰性气体，保护材料不与其他杂质或环境中的氧发生反应。氩和氢的混合气氛为亚氧化钛提供了一个还原性的环境，可以避免材料在高温下与氧气反应产生过度氧化，并有助于维持所需的亚氧化状态。
进一步的，本发明采用不同温度区间来进行预处理和烧结的作用为：不同的温度阶段确保了材料在制备过程中逐步获得所需的物理和化学属性。预处理有助于准备材料，而烧结确保形成高品质的电极。预处理：在较低的温度范围(300-600℃)进行预处理主要是为了去除可能存在的有机杂质或其他不需要的物质，并确保材料在后续的高温烧结过程中具有均匀的密度和微观结构。烧结：在较高的温度范围(800-1200℃)进行烧结主要是为了促进粉末颗粒之间的扩散和结合，从而形成坚硬、致密的电极材料。
附图说明
构成本发明的一部分说明书附图被展示在下方，并用于提供对本发明的进一步理解。以下示意图和示意实例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明中实施例1与实施例2的两种类型电极的制备流程图。
图2为本发明所制备电极的电镜扫描图；其中，(a)为电镜扫描图，(b)为电极实物图。
图3为所制备电极的强化寿命结果图。
图4为采用了不同粘结剂所制备电极的线性伏安图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明的技术方案及优点，下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护范围。
参见图1，本发明的一种无基体亚氧化钛电极的制备方法，包括如下步骤：
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分和在30-60MPa的压力下压制5-10min，得到压片；压片的厚度可以调整。其中，所述亚氧化钛粉末为商业化产品，亚氧化钛粉末的化学式为TinO2n-1，其中n值为4-6，即亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物；并且Ti4O7的质量含量至少为95％。粘结剂选择质量浓度为1-15％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液或聚乙烯醇PVA-水溶液。PVB-乙醇溶液作为粘结剂可以使最终制备的电极具有优秀的导电性能。经过对比，发现选择PVB-乙醇溶液作为粘结剂可以使最终制备的电极具有优秀的导电性能。
在粉末与粘结剂混合造粒的过程中，使用粘结剂溶液与相应的亚氧化钛粉末混合均匀。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为1.5％-2.5％。经过对比，发现，当粘结剂用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数的1.5％-2.5％时，烧结得到的电极不仅可以满足基本的成型要求，也能具备一定的机械强度，制备好的电极降解效率等性能最优。
2)将压片通过高温烧结制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。其中，高温烧结过程采用还原气氛。还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为7-9:1-3。高温烧结的过程为：控制升温速率为2-7℃/min，先于300-600℃排胶40-80min，再于800-1200℃烧结2-4h。
本发明在制备过程中，不同参数的选用最终会对电极的形貌和性能产生不同的影响。在压片过程中的主要参数包括：所选用颗粒的目数、压片时所施加的压力以及压片时间。在烧结过程中的主要参数包括：还原气氛中各组成气体的比例、烧结过程中的温度控制以及烧结时间等。
本发明制备的无基体亚氧化钛电极，具有优秀的导电性能、稳定性以及电化学降解性能。
本发明制备的无基体亚氧化钛电极在电化学降解中的应用。
实施例1
采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)-乙醇粘结剂和亚氧化钛粉末为原料，采用高温粉末烧结技术制备无基体亚氧化钛电极，具体过程为：将10g PVB完全溶解在100mL乙醇中，后取0.2mL该溶液与5g亚氧化钛粉末(Ti4O7相对含量为91％)搅拌混合均匀，自然晾干2h后，进行研磨筛分，获得80-100目PVB-亚氧化钛混合颗粒；
称取0.6g该粉末放入直径为1cm的压片模具当中，利用液压机在40MPa的压力下压制5min，脱模得到电极圆片；将该电极原片在氩气与氢气的体积比例在7:1到9:3之间的还原氛围内高温烧结，所述高温烧结过程为：控制升温速率为3-8℃/min，先于300-600℃的温度下预处理40-80min，再于800-1200℃的温度下烧结3h，得到片状亚氧化钛电极。
通过上述方法所制备的在亚氧化钛电极的厚度在1.8-2.2mm之间，形貌均匀，无分层脱落情况。电极主要组分为Ti4O7，析氧电位为1.81V。将制备好的亚氧化钛电极进行活化处理后，使用钛网作为阴极，配制200mL初始浓度为200mg/L、电解质Na2SO4浓度为0.1mol/L的酸性红G模拟染料废水，放入磁力搅拌器上，调节转速为200rpm，保持降解过程中电流密度为30mA/cm2，降解2h，染料的色度移除率达到82.78％，基本降解完全。2h降解COD移除率为28.33％，单位COD去除能耗0.1396KWh/gCOD。
本发明选择一个适当的粘结剂对于制备高质量的电极片是关键。如果不使用粘结剂或选择了不合适的粘结剂，粉末可能不会均匀混合，或者在烧结过程中发生变形或裂纹。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)-乙醇粘结剂用于将亚氧化钛粉末颗粒结合起来，以形成一个均匀的糊状物，从而可以压制成型。粘结剂在干燥后增强了粉末之间的结合，这对于后续的烧结过程非常重要，因为它确保了烧结时的形态保持。
本发明使用氩与氢还原气氛的作用为：氢气提供了还原性，而氩气作为惰性气体，保护材料不与其他杂质或环境中的氧发生反应。氩和氢的混合气氛为亚氧化钛提供了一个还原性的环境，可以避免材料在高温下与氧气反应产生过度氧化，并有助于维持所需的亚氧化状态。
本发明采用不同温度区间来进行预处理和烧结的作用为：不同的温度阶段确保了材料在制备过程中逐步获得所需的物理和化学属性。预处理有助于准备材料，而烧结确保形成高品质的电极。预处理：在较低的温度范围(300-600℃)进行预处理主要是为了去除可能存在的有机杂质或其他不需要的物质，并确保材料在后续的高温烧结过程中具有均匀的密度和微观结构。烧结：在较高的温度范围(800-1200℃)进行烧结主要是为了促进粉末颗粒之间的扩散和结合，从而形成坚硬、致密的电极材料，参见图2中(a)和(b)。
实施例2
同实施例1，不同在于，采用聚乙烯醇(PVA)-水溶液作为粘结剂。
本实施例2制备的亚氧化钛电极的厚度在1.8-2.2mm之间，形貌均匀，无肉眼可见的分层现象，但有少量脱落情况，主要组分为Ti4O7，电极的析氧电位为1.78V。
将制备好的亚氧化钛电极进行活化处理后，使用钛网作为阴极，配制200mL初始浓度为200mg/L、电解质Na2SO4浓度为0.1mol/L的酸性红G模拟染料废水，放入磁力搅拌器上，调节转速为200rpm，保持降解过程中电流密度为30mA/cm2，降解2h，染料的色度移除率达到78.33％，基本降解完全。2h降解COD移除率为25.14％，单位COD去除能耗0.1428KWh/gCOD。
通过实施例1与实施例2的对比，可见，对于同一种亚氧化钛粉末，选择PVB-乙醇溶液作为粘结剂的组别制备的电极展现出更优的导电性等性能，实施例1被视为优选方案。
性能测试如下：
对实施例1制备的亚氧化钛电极进行强化寿命实验，实验条件为：选取两电极体系进行测试，工作电极为制备的无基体亚氧化钛电极(直径1cm)，阴极为相同尺寸的钛网。在强酸性条件(0.5mol/L的H2SO4作为电解液)下通电电解，连续施加电流密度为1000mA/cm2的电流，持续施加电流的过程就是电极的老化过程。记录电极的性能变化，以评估其稳定性和耐久性。具体的，观察并记录槽电压，当槽电压达到10V时，即认为电极失效。
实验结果如图3所示，该电极的强化寿命时间可达1400h，远高于传统钛基体金属氧化物电极以及掺硼金刚石电极，证实该电极的稳定性是其余电极无法比拟的。
参见图4，在线性伏安图(电极电势为横坐标，单位为V；电流密度为纵坐标，单位为mA/cm2)中，存在两条明显的曲线，即PVA--亚氧化钛电极曲线和PVB-亚氧化钛电极曲线。从电势为0开始，随着电势数值的增加，两曲线相应的电流密度首先从-10mA/cm2左右迅速趋近0。然后，随着电势数值的进一步增加，相应的电流密度先保持几乎不变，随后再迅速上升。两曲线的变化趋势几乎相同，但从电流密度趋近0开始，随着电势的增加，对于PVB-亚氧化钛电极对应的曲线，其电流密度始终高于同电势下的PVA-亚氧化钛对应的曲线。这可以归因于PVB-亚氧化钛电极的电阻较小，所以在相同的电势下，其电流密度比PVA-亚氧化钛电极的电流密度更大。
在实施例1中，使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)-乙醇作为粘结剂，配合高温粉末烧结技术，成功制备出无基体亚氧化钛电极。该电极的厚度为2.1mm，主要组分为Ti4O7，在对酸性红G模拟染料废水进行降解时，能实现高达82.78％的色度移除率和28.33％的COD移除率。可见，本发明制备的无基体亚氧化钛电极能够用于水处理中。
实施例2则将粘结剂更换为聚乙烯醇(PVA)-水溶液，相应地电极厚度略有减少，且在同样条件下的降解效果略有下降。对实施例1制备的电极进行了强化寿命实验，结果显示，其寿命可达1400小时，远超过传统钛基体金属氧化物电极以及掺硼金刚石(BDD)电极，充分证实了这种无基体亚氧化钛电极的优异稳定性。通过实施例1和对比例1的实验和对比，确定了制备过程中各项参数的最佳数值区间，成功制备出性能优秀的无基体亚氧化钛电极。
实施例3
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，然后在30MPa的压力下压制5min，得到压片；
其中，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，Ti4O7的质量含量为95％。
粘结剂为质量浓度为1％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为1.5％。
2)在还原气氛下，将压片自室温以3℃/min的升温速率为升至300℃排胶80min，再于800℃烧结4h，制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。
其中，还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为7:1。
实施例4
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，然后在40MPa的压力下压制7min，得到压片；
其中，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，Ti4O7的质量含量为96％。
粘结剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为2.5％。
2)在还原气氛下，将压片自室温以4℃/min的升温速率升至400℃排胶580min，再于1000℃烧结34h，制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。
其中，还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为9:3。
实施例5
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，然后在60MPa的压力下压制5min，得到压片；
其中，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，Ti4O7的质量含量为97％。
粘结剂为质量浓度为10％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为2％。
2)在还原气氛下，将压片自室温以5℃/min的升温速率为升至600℃排胶40min，再于1200℃烧结2h，制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。
其中，还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为7:3。
实施例6
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，然后在50MPa的压力下压制10min，得到压片；
其中，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，Ti4O7的质量含量为98％。
粘结剂为质量浓度为15％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为2％。
2)在还原气氛下，将压片自室温以7℃/min的升温速率为升至500℃排胶60min，再于900℃烧结2.5h，制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。
其中，还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为9:1。
实施例7
1)采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，然后在35MPa的压力下压制8min，得到压片；
其中，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，Ti4O7的质量含量为99％。
粘结剂为质量浓度为8％的聚乙烯醇缩丁醛PVB-乙醇溶液。
粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为1.5％。
2)在还原气氛下，将压片自室温以2℃/min的升温速率为升至550℃排胶60min，再于1100℃烧结3h，制备成厚度约1.8-2.2mm的片状的无基体亚氧化钛电极。
其中，还原气氛为氩气和氢气的混合气体；氩气和氢气的体积比为8:2。
本发明制备的电极主要用于电化学水处理，具有良好的机械强度、导电性和耐腐蚀性。无基体设计可以避免涂层从基体表面脱落的问题，从而提高电极的使用寿命和稳定性，此特点为其赋予了广阔的应用前景。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
Claims (10)
1.一种无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用80-100目的亚氧化钛粉末与粘结剂混合、造粒、筛分，压制，得到压片；
将压片在还原气氛下烧结，得到无基体亚氧化钛电极。
2.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，亚氧化钛粉末为Ti4O7、Ti5O9与Ti6O11的混合物，并且Ti4O7的质量含量至少为95％。
3.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，粘结剂为质量浓度为1-15％的聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液或聚乙烯醇-水溶液。
4.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，粘结剂的用量为亚氧化钛粉末与粘结剂的混合物的质量分数为1.5％-2.5％。
5.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，压制的压力为30-60MPa，时间为5-10min。
6.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，还原气氛为氩气和氢气的混合气体。
7.根据权利要求6所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，氩气和氢气的体积比为7-9:1-3。
8.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，烧结的过程为：先于300-600℃排胶40-80min，再于800-1200℃烧结2-4h。
9.根据权利要求8所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，自室温以2-7℃/min的升温速率升温至300-600℃。
10.根据权利要求1所述的无基体亚氧化钛电极的制备方法，其特征在于，无基体亚氧化钛电极厚度为1.8-2.2mm。
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