一种铂铱氧化物合金电极的制备方法
在电化学工业中,其关键技术在电解槽中电极材料的研究与开发,阳极材料组成 和结构决定了其电化学活性和稳定性。在氯碱工业、海水电解以及氧化电解水制备中, 三者都是通过电解氯化钠溶液实现的,但氯化钠溶液浓度却有很大差别,分别为25wt%, 2_5wt%和0• 05-0. lwt%,如此大的浓度差异造成了电催化反应类型和电解效率的不同,所 以对阳极材料要求也会不同。特别是氧化电解水的制备,因为其氯离子含量很少,阳极不仅 存在析氯反应,还存在大量的析氧反应,如何调配两者之间的反应选择性,提高析氯反应的 电解效率,对氧化电解水的杀菌效率和电极使用寿命都有着至关重要的影响。
目前,在氯碱工业中广泛使用的Ru基贵金属氧化物电极,其析氯和析氧电位仅相 差100mV,所以当氯离子含量较低时,会产生大量的析氧电流,从而破坏金属氧化物涂层的 缺氧固溶体,降低电解效率和使用寿命。与Ru基等金属氧化物电极相比,Ir基金属氧化物 的析氯和析氧活性略低于Ru,但其电极的使用寿命会大幅度增加,但仍然很难满足这种特 殊条件下实际使用的需要。为了进一步提高其电解效率和使用寿命,可以在活性层中引入 一些惰性氧化物,提供化学稳定性;如Ti0 2、Ta205、Si02、SnO2等。另外,目前还有部分研究 者将Pt单质引进到IrO 2中提高电极稳定性,但金属Pt是面心立方结构,而IrO2是金红石 型结构,所以两者之间共溶性价差,而PtO 2和IrO2 -样都是金红石型结构,且其具有较高的 析氧过电位,如果将PtO2加入到IrO2中,这样可以形成较好的固溶体结构,从而降低电极材 料析氧活性,提1¾析氣选择性,提1¾电极使用寿命。
本发明公开了一种铂铱氧化物合金钛阳极的制备方法。包括下列步骤:将铂盐与硝酸钠的混合溶液在55-65℃加热搅拌,蒸发结晶、干燥、研磨、焙烧得到混合物,水洗除杂,然后充分湿法研磨、分散在溶剂中得到二氧化铂溶液;将铱盐分散到溶剂中,然后加入上述二氧化铂溶液,用氢氧化钠调节溶液pH值到14,溶解分散,得到涂覆溶液;在钛板上均匀涂覆所述涂覆溶液,烘干,然后400-700℃下焙烧,在空气中冷却得到铂铱氧化物合金电极。制得铂铱氧化物钛阳极电催化材料的晶粒细小,并呈蜂窝状特征;阳极的析氯电催化活性高,而且使用寿命长,更适于氧化电解水的制备,使用成本降低。