二氧化铅电极
钛阳极铅系涂层电极是指在钛基体上涂覆氧化铅的电极。二氧化铅电极在水溶液中电解时具有析氧电位高 ,氧化能力强 ,耐腐蚀性好、导电性好、可通过大电流等特点。因此二氧化铅氧化物作为重要的电极被广泛应用。目前 ,二氧化铅电极广泛使用钛作为电极基体,即钛基二氧化铅电极(Ti/β-PbO2)。
由于β-PbO2固有的电积畸变使β-PbO2与基体不能牢固地结合,使用过程中钛基体会产生氧化物薄膜 ,会使金属钛钝化 ,导致导电困难。为了提高二氧化铅电极的坚固性、导电性和耐腐蚀性 ,研究人员对电极底层和表面层进行了改进 ,并增加了中间层。
中间层的作用是加强基体与活性层的附着力 , 避免涂层脱落 ,防止钛基体的钝化 ,保护钛基体不被氧化 ,避免高阻性二氧化钛氧化膜的生成 ,从而有利于提高电极的寿命和稳定性。
范洪富等制备了含SnO2中间层的PbO2电极 ,结果表明增加SnO2中间层可有效提高PbO2电极的电催化性能。尹红霞等采用电沉积-热解氧化法制备了含中间层SnO2+Sb2O3的钛基体二氧化铅电极(Ti/SnO2 + Sb2O3/PbO2)。研究表明 , Ti/SnO2+ Sb2O3/PbO2电极对甲基橙具有很好的脱色降解作用 ,锑掺杂量摩尔比Sn∶Sb = 10∶1 时 ,电极的脱色降解效果最优。
徐亮等制备了Ti/PbO2电极和含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极。结果表明, 含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极的稳定性、寿命、析氧电位以及电催化活性都较不含中间层的Ti/PbO2电极有所提高。
在电沉积β-PbO2层时,由其晶体结构所决定 ,不可避免地产生β-PbO2镀层内固有的内应力 ,可通过向涂层中掺杂防腐蚀的、电化学性能不活泼的颗粒物料和纤维物料来消除这种内应力。因此掺杂其他物质成为当前研究的重点。
Liu等制备了Ti/Bi-PbO2电极。通过检测发现 ,掺杂Bi可以减小晶粒尺寸,从而使Ti/Bi-PbO2电极不但具有良好的电催化性能而且能耗很低。Bi的掺杂是一种新的尝试 ,值得进一步研究。卢鑫等采用电沉积法制备了含有中间层的Bi、Co、Cu、Sn 4种元素掺杂的钛基PbO2电极 ,研究表明 ,掺杂Co电极的电催化活性有明显提高。
Andrade等制备了纯的Ti-β-PbO2电极和掺杂Fe和 F的Ti-Pt/β-PbO2-Fe,F电极。通过TOC检测发现 , 在降解有机废水的效果上 , 后者明显优于前者。
Tong等采用电沉积的方法制备了(Ti/ PTFE-β-PbO2)电极。研究表明与普通的Ti/β-PbO2电极相比Ti/PTFE-β-PbO2电极在硫酸溶液中电解时显示出很长的寿命。因为PTFE的掺杂可以减小内部压力 ,使涂层表面变得更光滑。这种电极具有良好的发展前景。