專利名稱：活性二氧化鉛電極及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性二氧化鉛電極及其制備方法和用途。
二氧化鉛電極具有良好的導(dǎo)電性能，因此長期以來，人們一直著力研究，以尋求將其用于工業(yè)生產(chǎn)的途徑。以往二氧化鉛以β-PbO2的形式電沉積在石墨、碳、陶瓷等非金屬表面上或鉑、鉭等金屬表面上制成二氧化鉛電極，但用這些方法制備的電極由于二氧化鉛電鍍層多孔、鍍層不均勻、附著力差等在電化學(xué)過程中常常變得不穩(wěn)定。直至研究出鈦基二氧化鉛電極，才開始將其用于電解法生產(chǎn)氯酸鹽以及擴大到氯酸鹽、高氯酸鹽等含氧化合物的電解工藝取得較大的進展。但如何制備具活性中間層的二氧化鉛電極并將其作為陽極采用電解法制取硼酸工藝尚無文獻報導(dǎo)。
本發(fā)明的目的提供了一種具活性中間層、制備方法簡單、價格低廉的活性二氧化鉛電極及其制備方法和用途，該電極作為電解法生產(chǎn)硼酸工藝中的陽極時，陽極析氧電位低、電解過程運行電壓低、電極電化學(xué)性能穩(wěn)定、陽極電流效率高。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來實現(xiàn)一種活性二氧化鉛電極，是以鈦板為載體;在面積為0.1-0.8平方米、厚為1-2毫米的鈦板上有一層活性錫、銻氧化物中間層，該中間層的厚度為1-3微米;在中間層上電沉積有厚度為0.013-0.15毫米的β-PbO2層。
一種活性二氧化鉛的制備方法是將鈦板經(jīng)酸蝕后，再用20%烷氧基錫丁醇液和20%三氯化銻丁醇液的混合物涂液涂敷1-3次，用熱風(fēng)吹干后，在450℃下熱氧化1小時，形成一極薄層活性錫銻氧化物層，用水洗去浮著物、涼干，再在450℃下熱氧化半小時;然后將其作為陽極，在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中，電沉積一薄層β-PbO2，即制得了活性鈦基二氧化鉛電極。
一種活性二氧化鉛電極的用途是將該電極作陽極，用于隔膜電解法生產(chǎn)硼酸工藝中;電解時，陽極電流密度為250A/m8-800A/m8，電解運行槽電壓為3.0-5.5V。
本發(fā)明的目的還可通過如下措施來實現(xiàn)所述的活性二氧化鉛電極的制備方法中的涂液烷氧基錫丁醇液與三氯化銻丁醇液的體積比為(2.5～3.5)∶1;制備二氧化鉛電極的電鍍液中硝酸鉛為160～200g/l、硝酸為5-15ml/l、氟化鈉為0.5-2g/l，電沉積的陽極電流密度為1-12A/dm2、電鍍溫度為80-90℃、電鍍時間為1-15分鐘、陰極材料為不銹鋼。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明首次提供了一種具錫、銻活性氧化物底層的鈦基二氧化鉛非貴金屬電極，并將其首次用于隔膜電解法生產(chǎn)硼酸工藝中。
2、本發(fā)明的電極制備方法簡單、電極價格低廉。
3、本發(fā)明的活性二氧化鉛電極在電解法生產(chǎn)硼酸工藝中作陽極時，陽極析氧電位低、電極電極電化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕性能好，能滿足工業(yè)生產(chǎn)對陽極壽命的要求;且在電解過程中運行槽電壓低、陽極電流效率高達90%以上，因而硼、堿收率高、硼酸產(chǎn)品純度高、能耗低。
本發(fā)明還將結(jié)合實施例作進一步詳述實施例一一種活性二氧化鉛電極，是以鈦板為載體;在面積為0.1平方米、厚為1毫米的鈦板上有一層活性錫、銻氧化物中間層，該中間層的厚度為1微米;在中間層上電沉積有厚度為0.15毫米的β-PbO2層。
活性二氧化鉛電極的制備方法是將鈦板經(jīng)酸蝕后，再用20%烷氧基錫丁醇液和20%三氯化銻丁醇液的混合物涂液涂敷1次，用熱風(fēng)吹干后，在450℃下熱氧化1小時，形成一極薄層活性錫銻氧化物層，用水洗去浮著物、涼干，再在450℃下熱氧化半小時;然后將其作為陽極，在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中，電沉積一薄層β-PbO2，即制得了活性鈦基二氧化鉛電極;所述的涂液烷氧基錫丁醇液與三氯化銻丁醇液的體積比為2.5∶1;制備二氧化鉛電極的電鍍液中硝酸鉛為160g/l、硝酸為5ml/l、氟化鈉為0.5g/l，電沉積的陽極電流密度為12A/dm2、電鍍溫度為80℃、電鍍時間為15分鐘、陰極材料為不銹鋼。
所述的活性二氧化鉛電極的用途是將該電極作陽極，用于隔膜電解法生產(chǎn)硼酸工藝中;電解時，陽極電流密度為250A/m2，電解運行槽電壓為3.0V。
實施例二一種活性二氧化鉛電極，是以鈦板為載體;在面積為0.8平方米、厚為2毫米的鈦板上有一層活性錫、銻氧化物中間層，該中間層的厚度為3微米;在中間層上電沉積有厚度為0.04毫米的β-PbO2層。
其制備方法是將鈦板經(jīng)酸蝕后，再用20%烷氧基錫丁醇液和20%三氯化銻丁醇液的混合物涂液涂敷3次，用熱風(fēng)吹干后，在450℃下熱氧化1小時，形成一極薄層活性錫銻氧化物層，用水洗去浮著物、涼干，再在450℃下熱氧化半小時;然后將其作為陽極，在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中，電沉積一薄層β-PbO2，即制得了活性鈦基二氧化鉛電極;所述的涂液烷氧基錫丁醇液與三氯化銻丁醇液的體積比為3.5∶1;制備二氧化鉛電極的電鍍液中硝酸鉛為200g/l、硝酸15ml/l、氟化鈉2g/l，電沉積的陽極電流密度為6A/dm2、電鍍溫度為90℃、電鍍時間為8分鐘、陰極材料為不銹鋼。
其用途與例一同。
實施例三一種活性二氧化鉛電極，是以鈦板為載體;在面積為0.5平方米、厚為1.5毫米的鈦板上有一層活性錫、銻氧化物中間層，該中間層的厚度為2微米;在中間層上電沉積有厚度為0.013毫米的β-PbO2層。
其制備方法是將鈦板經(jīng)酸蝕后，再用20%烷氧基錫丁醇液和20%三氯化銻丁醇液的混合物涂液涂敷2次，用熱風(fēng)吹干后，在450℃下熱氧化1小時，形成一極薄層活性錫銻氧化物層，用水洗去浮著物、涼干，再在450℃下熱氧化半小時;然后將其作為陽極，在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中，電沉積一薄層β-PbO2，即制得了活性鈦基二氧化鉛電極;所述的涂液烷氧基錫丁醇液與三氯化銻丁醇液的體積比為3∶1;制備二氧化鉛電極的電鍍液中硝酸鉛為180g/l、硝酸10ml/l、氟化鈉1g/l，電沉積的陽極電流密度為2A/dm2、電鍍溫度為85℃、電鍍時間為3分鐘、陰極材料為不銹鋼。
其用途與例一同。
權(quán)利要求
1.一種活性二氧化鉛電極，是以鈦板為載體；其特征是在面積為0.1-0.8平方米、厚為1-2毫米的鈦板上有一層活性錫、銻氧化物中間層，該中間層的厚度為1-3微米；在中間層上電沉積有厚度為0.013-0.15毫米的β-PbO1層。
2.一種權(quán)利要求1所述的活性二氧化鉛電極的制備方法，其特征是將鈦板經(jīng)酸蝕后，再用20%烷氧基錫丁醇液和20%三氯化銻丁醇液的混合物涂液涂敷1-3次，用熱風(fēng)吹干后，在450℃下熱氧化1小時，形成一極薄層活性錫銻氧化物層，用水洗去浮著物、涼干，再在450℃下熱氧化半小時;然后將其作為陽極，在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中，電沉積一薄層β-PbO8，即制得了活性鈦基二氧化鉛電極。
3.如權(quán)利要求2所述的活性二氧化鉛電極的制備方法，其特征是所述的涂液烷氧基錫丁醇液與三氯化銻丁醇液的體積比為(2.5～3.5)∶1。
4.如權(quán)利要求2所述的活性二氧化鉛電極的制備方法，其特征是制備二氧化鉛電極的電鍍液中硝酸鉛為160～200g/l、硝酸為5-15ml/l、氟化鈉為0.5-2g/l，電沉積的陽極電流密度為1-12A/dm2、電鍍溫度為80-90℃、電鍍時間為1-15分鐘、陰極材料為不銹鋼。
5.一種權(quán)利要求1所述的活性二氧化鉛電極的用途，其特征是可將該電極作陽極，用于隔膜電解法生產(chǎn)硼酸工藝中;電解時，陽極電流密度為250A/m2-800A/m8，電解運行槽電壓為3.0-5.5V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活性二氧化鉛電極及其制備方法和用途。該電極是以鈦板為載體，將鈦板經(jīng)酸蝕后，用20％烷氧基錫丁醇液和20％三氯化銻丁醇液混合物涂液涂敷后，在450℃下熱氧化形成一極薄層錫、銻氧化物中間層，其中間層的厚度為1-3微米，然后將其作陽極在硝酸鉛、硝酸、氟化鈉電鍍液體系中電沉積厚度為0.013-0.15毫米的β-PbO
文檔編號H01M4/82GK1099907SQ9311698
公開日1995年3月8日 申請日期1993年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月4日
發(fā)明者楊金賢 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所