CN105454741B - 一种电极及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电极及其制备方法和应用。本发明的电极以钛或钛合金为基材，该基材外表面涂覆有一层复合材料涂层，该复合材料涂层经复合材料溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，所述过渡金属元素为铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15‑20：8‑10：5‑15：13‑19：9‑17：16‑23：30‑50。本发明的电极涂层不易脱落，电极使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极及其制备方法和应用，尤其是涉及一种可生成水羟基的电极及其制备方法和应用。
背景技术
食品安全关系到广大人民的身体健康和生命安全，关系到经济健康发展和社会稳定，食品安全已成为衡量人民生活质量、社会管理水平和国家法制建设的一个重要方面。目前我国食品安全状况并不乐观，长期以来存在的细菌、病毒等微生物污染，农药、激素、抗生素等化学污染物给食品带来了巨大的安全隐患，食源性疾病仍是人类面临的最大健康杀手。同时，与饮食密切相关的餐具的消毒卫生问题也是较大的安全隐患，目前由于部分消毒企业的自律性差，消毒工艺简单，不符合要求，导致消毒餐具不卫生的状况时有发生，导致餐具表面成为细菌滋生的温床，给消费者的健康生命带来威胁。
由于食品污染环节众多，源头治理难度较大，仅仅依靠强有力的政府监管和职能部门检测，还不能在短时间内彻底解决食品的污染问题，因此，食品净化消毒成为缓解食品安全压力、减少食物中毒风险、保障人民群众饮食安全的必要手段。
中国发明专利ZL201110271764.0公开了一种水触媒杀菌解毒装置，该装置能够对生鲜食品、水、餐具及衣物进行净化处理，该装置包括水触媒发生器(1)和为水触媒发生器(1)进行供电的直流电源，所述水触媒发生器(1)包括两个相配合使用的电极，且两个所述电极为分别与所述直流电源的正负输出端相接的阳极电极和阴极电极；所述阳极电极和所述阴极电极均为钛电极，且所述阳极电极的外表面上均匀涂覆有一层复合材料涂层；所述复合材料涂层为对涂刷在所述阳极电极外表面上的复合材料涂液进行烘干处理及烧结处理后获得的涂层，复合材料涂液为由六种粉剂和无水乙醇均匀混合而成且质量浓度为2.5％～4％的混合液，六种所述粉剂分别为铂粉或铂的化合物粉末、铱粉或铱的化合物粉末、钇粉或钇的化合物粉末、钌粉或钌的化合物粉末、铌粉或铌的化合物粉末和钽粉或钽的化合物粉末。
然而，上述水触媒杀菌解毒装置中使用的电极涂层易脱落，不稳定。上述电极中所用的元素并无与基材材料元素相似电子层排布，在烧结处理后涂层电极与基材的结合力不强，容易脱落，而本发明中所用元素弥补了这一缺陷，烧结过程中能使涂层与基材很好的结合在一起。
发明内容
基于本发明人研究的诸多有益效果，本发明的一个目的是提供一种电极，该电极涂层不易脱落，抗钝化作用强，电催化性能高，电极使用寿命长，导电性能好。
本发明的另一个目的是提供一种上述电极的制备方法。
本发明的又一个目的是提供一种上述电极的应用。例如本发明的上述电极可以用于食品净化装置中及其他需要进行消毒净化的行业，例如、水净化、医疗行业等。使用本发明电极的装置，净化效果更佳。
本发明的上述目的是采用如下技术方案来实现的。
一方面，本发明提供一种电极，该电极以钛或钛合金为基材，该基材外表面涂覆有一层复合材料涂层，该复合材料涂层经复合材料溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，所述过渡金属元素为铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15-20：8-10：5-15：13-19：9-17：16-23：30-50。
优选地，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15～18：8～9：7～15：14～18：10～17：16～20：35～50，优选为16：8：14：17：16：20：45或17：9：15：17：12：18：40。
优选地，所述复合材料溶液中的过渡金属颗粒的粒径为5～30nm。
优选地，所述复合材料溶液的质量百分含量为25％～45％，优选为30％～40％。
优选地，所述电极还包括锡-锑涂层，该涂层设置在所述基材与所述复合材料涂层之间，其中，所述锡-锑涂层经锡-锑溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为3-9：5-12。
优选地，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为4-9：6-10，优选为6：8。
优选地，所述溶液中的锡和锑颗粒的粒径为5～30nm。
优选地，所述锡-锑溶液的质量百分含量为5％～9％，优选为7％。
优选地，所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层的厚度为3-8μm，优选为4-6μm。
优选地，制备所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层时的烘干温度为100～120℃，优选为110～120℃。
优选地，制备所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层时的烧结温度为400～680℃，优选为450～600℃。
本发明中作为基材的钛或钛合金可以为本领域常规的钛或钛合金，可以通过购买获得。
另一方面，本发明提供一种制备上述的电极的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将复合材料溶液均匀地涂覆在钛或钛合金的外表面上，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为25％～45％，优选为30％～40％，其中所述复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15-20：8-10：5-15：13-19：9-17：16-23：30-50；
(2)在温度为100～120℃，优选为110～120℃下烘干步骤(1)的涂覆有复合材料溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
(3)在温度为400～680℃，优选为450～600℃下对步骤(2)烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8～10小时，即得。
优选地，在步骤(1)中，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15-18：8-9：7-15：14-18：10-16：16-20：35-50，优选为16：8：14：17：16：20：45。
优选地，在步骤(1)中，所述复合材料溶液中的过渡金属颗粒的粒径为5～30nm。
优选地，所述方法还包括：
在钛或钛合金的外表面涂覆复合材料溶液之前，先在钛或钛合金的外表面均匀地涂覆锡-锑溶液，其中所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为5％～9％，优选为7％，其中所述溶液中的锡和锑的摩尔比为3-9：5-12；优选地，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为4-9：6-10，优选为6：8；
然后，在温度为100～120℃，优选为110～120℃下烘干上述涂覆有锡-锑溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
接着，在温度为400～680℃，优选为450～600℃下对上述烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8～10小时。
又一方面，本发明提供一种包含上述电极的装置。
优选地，所述装置为食品净化装置。该食品净化装置可以为中国专利201110165689.X中的装置，也可以为ZL201110271764.0中的水触媒杀菌解毒装置。上述专利文件中的有关装置结构的内容，在此引入作为参考。
所述装置也可以为水净化装置或医疗用品净化装置。所述电极用于所述装置中可以作为阳极使用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
1、本发明的复合材料涂层中添加了钽元素，添加钽元素后，涂层组织呈蜂窝状，裂纹不明显。且钽钛之间既产生机械作用又产生化学作用，机械作用可增加基体的有效几何面积，提高涂层与基体的结合力，而化学作用使表面形成Ta-Ti混合化合物，进一步增加涂层抗钝化作用。此外，添加钽可以增加涂层内部活性点，增强涂层的催化作用。
2、本发明的复合材料涂层中添加了钴元素，添加钴元素可细化涂层的晶粒，在钴的摩尔含量小于50％的条件下，增加钴可以明显提高涂层的电催化性能，当钴的摩尔含量高于30％时，涂层的强化寿命可提高40％。
3、本发明中还可以添加锡-锑涂层，添加锡和锑使得电解液难以渗透到钛或钛合金基材表面，提高了涂层对抗溶液侵蚀的能力，延长了使用寿命。因经烧结后涂层中钛和锡形成二氧化钛和二氧化锡，而二氧化钛和二氧化锡均为四方金红石结构，晶格常数相近，形成良好的固溶体，使涂层与钛基体间的结合力增强，涂层不易脱落。
此外，二氧化锡能带范围较宽，具有良好的化学稳定性和电化学稳定性，Sn4+离子半径为0.071nm，可与基体牢固结合，在二氧化锡中掺杂锑原子后，5价的锑原子取代了4价的锡原子后，多余的一个电子进入导带，是导带电子浓度大大增加，可显著提高功能层的导电性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。这些实施例旨在帮助阐述发明的内容而不是限制本发明的范围。
实施例1：本发明的电极及制备方法
一种电极，该电极以钛合金为基材，该基材外表面涂覆有一层复合材料涂层，该复合材料涂层经复合材料溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，所述过渡金属元素为铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40。
其中，所述复合材料溶液的质量百分比为30％。
其中，所述复合材料溶液中的过渡金属颗粒的粒径为10nm。
其中，所述复合材料涂层的厚度为5μm。
其中，所述烘干温度为115℃。
其中，所述烧结温度为500℃。
该电极的制备方法如下：
(1)将复合材料溶液分多次、均匀地涂覆在钛合金的外表面上，涂刷次数在10次左右，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为30％，其中所述复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40；
(2)每次涂刷后均在在温度为115℃下烘干步骤(1)的涂覆有复合材料溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
(3)最后一次烘干后，在温度为500℃下对步骤(2)烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8小时，即得本发明的电极。
在本实施例中，基材也可以为钛。
实施例2：本发明的电极及制备方法
一种电极，该电极以钛合金为基材，该基材外表面涂覆有一层复合材料涂层，该复合材料涂层经复合材料溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，所述过渡金属元素为铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40。
其中，所述复合材料溶液的质量百分比为30％。
其中，所述复合材料溶液中的过渡金属颗粒的粒径为10nm。
其中，所述电极还包括锡-锑涂层，该涂层设置在所述基材与所述复合材料涂层之间，其中，所述锡-锑涂层经锡-锑溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为6：8。
其中，所述锡-锑溶液中的锡和锑颗粒的粒径为12nm。
其中，所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层的厚度为5μm。
其中，制备所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层时的烘干温度为115℃。
其中，制备所述复合材料涂层或所述锡-锑涂层时的烧结温度为500℃。
该电极的制备方法如下：
(1)将锡-锑溶液分多次、均匀地涂覆在钛合金的外表面上，涂刷次数在10次左右，其中所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为7％，其中所述溶液中的纳米级锡和锑的摩尔比为6：8；
每次涂刷后均在在温度为115℃下烘干的涂覆有锡-锑溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
最后一次烘干后，在温度为500℃下对上述烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8小时。
(2)将复合材料溶液分多次、均匀地涂覆在上述已经涂有锡-锑溶液的钛合金的外表面上，涂刷次数在10次左右，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为30％，其中所述复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40；
(3)每次涂刷后均在在温度为115℃下烘干步骤(1)的涂覆有复合材料溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
(4)最后一次烘干后，在温度为500℃下对步骤(2)烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8小时，即得本发明的电极。
在本实施例中，基材也可以为钛。
实施例3
采用实施例2中所述的方法制备电极A、B、C、D、E，其中电极A中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：12：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极B中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极C中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：19：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极D中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：20：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极E中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：30：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；其余条件与实施例2相同。采用实施例1中所述的方法制备电极F，其中电极F中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，其余条件与实施例1相同。。
将电极安装在食品净化水槽(购自中食(北京净化科技发展有限公司)，型号为BSA-SC603)上作为阳极，以不锈钢合金或钛合金作为阴极，以自来水为介质，在电流强度为10-20mA/cm2，六种方案的运行电压值及能耗降低水平如下表所示：
| 方案名称 | 输出电压/V | 能耗降低％ |
| 电极A | 19-22 | |
| 电极B | 16-18 | 15-27 |
| 电极C | 13-16 | 31-40 |
| 电极D | 11-14 | 42-50 |
| 电极E | 17-19 | 10-22 |
| 电极F | 17-20 | 10-22 |
从上表可以看出，改变钴元素的含量，电极在相同的电流强度工作条件下，输出电压随着钴元素含量的增加而降低，说明钴元素的加入可有效的降低电极的运行能耗，从而节省运行成本。但钴含量过高会破坏电极表面涂层的结构从而影响电极的电性能，造成运行电压升高。电极A的钴元素含量较低，输出电压接近人体安全电压的限值，使用效果不符合要求。电极B与电极D相比可以看出，在其他元素含量相同的情况下，不加入锡和锑中间层的电极D的运行电压要高于电极B，说明中间层锡和锑能有效的降低输出电压，降低电极的运行能耗。
实施例4
采用实施例2中所述的方法制备电极A、B、C、D，其中电极A中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极B中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：12：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极C中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极D中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：16：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；电极E中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：25：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：10；其余条件与实施例2相同。采用实施例1中所述的方法制备电极F，其中电极F中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：17：40，其余条件与实施例1相同。
将电极安装在相同的食品净化水槽(购自中食(北京净化科技发展有限公司)，型号为BSA-SC603)上作为阳极，以不锈钢合金或钛合金作为阴极，以自来水为介质，在电流强度为10-20mA/cm2，六种方案的钛阳极疲劳实验运行时间如下表所示：
| 方案名称 | 运行时间/H | 寿命提高％ |
| 电极A | 4123 | |
| 电极B | 4684 | 13.6 |
| 电极C | 5035 | 22.1 |
| 电极D | 5387 | 30.6 |
| 电极E | 4934 | 16.4 |
| 电极F | 3769 | -8.5 |
从以上结果可以看出，改变钽元素的含量，电极在相同的电流强度工作条件下，电极的运行时间随着钽元素含量的增加而增加，说明钽元素的加入可有效的增加电极的运行寿命。但是钽元素增加过多会破坏电极涂层的稳定结构，造成寿命降低。电极A与电极E相比可以看出，在其他元素含量相同的情况下，不加入锡和锑中间层的电极E的运行寿命要低于电极A，说明中间层锡和锑能有效的增加运行寿命。
实施例5
采用实施例2中所述的方法制备电极，其中电极A中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：0：10；电极B中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：4：10；电极C中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：7：10；电极D中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：18：9：15：17：14：17：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：15：10。其余条件与实施例2相同。
将电极安装在相同的食品净化水槽(购自中食(北京净化科技发展有限公司)，型号为BSA-SC603)上作为阳极，以不锈钢合金或钛合金作为阴极，以0.5mol/L H2SO4溶液为介质，在2000A/m2条件下进行快速寿命实验，四种方案的运行时间如下表所示：
| 方案名称 | 运行时间/H |
| 电极A | 160-180 |
| 电极B | 210-246 |
| 电极C | 294-330 |
| 电极D | 237-268 |
从以上结果可以看出，锡元素的加入可增加强化寿命运行时间，随着锡元素含量的增加，电极的运行时间增加，说明锡元素的加入可有效的增加电极的寿命。但是锡元素添加过多，会导致涂层裂纹增加破坏表面结构，从而使电极寿命降低。
实施例6
本发明的电极1：采用实施例1的方法制备电极，其中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：17：9：15：17：12：18：40，其余条件与实施例1相同。
本发明的电极2：采用实施例2的方法制备电极，其中复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为：17：9：15：17：12：18：40，锡-锑溶液中锡和锑的摩尔比为：6：7，其余条件与实施例2相同。
对照电极1：ZL201110271764.0中的电极，其中六种粉剂为铂粉、铱粉、钇粉、钌粉、铌粉、钽粉，六种粉剂与无水乙醇混合的质量浓度为3％，该溶液中铂元素、铱元素、钇元素、钌元素、铌元素和钽元素的摩尔比为28：36：15：30：8：12，复合材料涂层层厚为3微米，采用实施例1的方法进行制备。
对照电极2：采用实施例1的方法制备电极，其中复合材料溶液中过渡金属元素铂：铱：钇：钌的摩尔比为26：35：18：28，其余条件与实施例1相同。
将上述四个电极分别用于相同的食品净化水槽(购自中食(北京净化科技发展有限公司)，型号为BSA-SC603)上作为阳极，以不锈钢合金或钛合金作为阴极，在水槽中加入5L自来水，在水中放入浓度为2.4mg/L的毒死蜱农药1.5ml，混合均匀后，取部分水样作为未净化样品进行检测；开启电源，调整电压均为18V，计时净化10分钟后，分别取净化后的水样进行检测，并进行数据对比。结果如下：
实施例7
采用实施例1中所述的方法制备电极A、B、C、D、E，其中上述五个电极中复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为16：8：14：17：16：20：45，电极A、B、C、D、E的烧结时间分别为1小时、2小时、4小时、6小时、9小时，其余条件与实施例1相同。
将上述电极安装在相同的食品净化水槽(购自中食(北京净化科技发展有限公司)，型号为BSA-SC603)上作为阳极，阴极为钛合金极板或不锈钢合金极板，以自来水为介质，在电流强度为10-20mA/cm2，五种方案的钛阳极疲劳实验运行时间如下表所示：
| 方案名称 | 运行时间/H |
| 电极A | 1124 |
| 电极B | 2257 |
| 电极C | 3476 |
| 电极D | 4378 |
| 电极E | 5167 |
从以上结果可以看出，增加烧结时间，电极在相同的电流强度工作条件下，电极的运行时间随着烧结时间的增加而增加。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (35)
1.一种电极，该电极以钛或钛合金为基材，该基材外表面涂覆有一层复合材料涂层，该复合材料涂层经复合材料溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，所述过渡金属元素为铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15-17：8-9：7-15：14-17：10-12：16-18：35-40；
其中，所述复合材料溶液的质量百分含量为25％～45％。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40。
3.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述复合材料溶液中的过渡金属颗粒的粒径为5～30nm。
4.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述复合材料溶液的质量百分含量为30％～40％。
5.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述电极还包括锡-锑涂层，该涂层设置在所述基材与所述复合材料涂层之间，其中，所述锡-锑涂层经锡-锑溶液涂覆、烘干、烧结制备而成，所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为3-9：5-12。
6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为4-9：6-10。
7.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为6：8。
8.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述溶液中的锡和锑颗粒的粒径为5～30nm。
9.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述锡-锑溶液的质量百分含量为5％～9％。
10.根据权利要求9所述的电极，其特征在于，所述锡-锑溶液的质量百分含量为7％。
11.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述复合材料涂层的厚度为3-8μm。
12.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述复合材料涂层的厚度为4-6μm。
13.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，制备所述复合材料涂层时的烘干温度为100～120℃。
14.根据权利要求13所述的电极，其特征在于，制备所述复合材料涂层时的烘干温度为110～120℃。
15.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，制备所述复合材料涂层时的烧结温度为400～680℃。
16.根据权利要求15所述的电极，其特征在于，制备所述复合材料涂层时的烧结温度为450～600℃。
17.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述锡-锑涂层的厚度为3-8μm。
18.根据权利要求17所述的电极，其特征在于，所述锡-锑涂层的厚度为4-6μm。
19.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，制备所述锡-锑涂层时的烘干温度为100～120℃。
20.根据权利要求19所述的电极，其特征在于，制备所述锡-锑涂层时的烘干温度为110～120℃。
21.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，制备所述锡-锑涂层时的烧结温度为400～680℃。
22.根据权利要求21所述的电极，其特征在于，制备所述锡-锑涂层时的烧结温度为450～600℃。
23.一种制备权利要求1至22中任一项所述的电极的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将复合材料溶液均匀地涂覆在钛或钛合金的外表面上，其中所述复合材料溶液为过渡金属元素溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以过渡金属的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为25％～45％，其中所述复合材料溶液中过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为15-17：8-9：7-15：14-17：10-12：16-18：35-40；
(2)在温度为100～120℃下烘干步骤(1)的涂覆有复合材料溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
(3)在温度为400～680℃下对步骤(2)烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8～10小时。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述纳米溶液的质量百分含量为30％～40％。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的摩尔比为17：9：15：17：12：18：40。
26.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述复合材料溶液中的过渡金属元素铱、铂、铈、钇、钽、钴和钛的粒径为5～30nm。
27.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述温度为110～120℃。
28.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述温度为450～600℃。
29.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在钛或钛合金的外表面涂覆复合材料溶液之前，先在钛合金的外表面均匀地涂覆锡-锑溶液，其中所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为5％～9％，其中所述溶液中的锡和锑的摩尔比为3-9：5-12；
然后，在温度为100～120℃下烘干上述涂覆有锡-锑溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止；
接着，在温度为400～680℃下对上述烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8～10小时。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述锡-锑溶液为锡和锑溶于乙醇中形成的纳米溶液，该纳米溶液以锡和锑的颗粒为溶质，该纳米溶液的质量百分含量为7％。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述溶液中的锡和锑的摩尔比为4-9：6-10。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，在温度为110～120℃下烘干上述涂覆有锡-锑溶液的电极，直至所述电极外表面无液态为止。
33.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，在温度为450～600℃下对上述烘干的电极进行烧结处理，烧结处理的时间为8～10小时。
34.一种包含权利要求1至22中任一项所述的电极的装置。
35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述装置为食品净化装置、水净化装置或医疗用品净化装置。
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