CN114890508A - 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法 - Google Patents

一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114890508A
CN114890508A CN202111118542.5A CN202111118542A CN114890508A CN 114890508 A CN114890508 A CN 114890508A CN 202111118542 A CN202111118542 A CN 202111118542A CN 114890508 A CN114890508 A CN 114890508A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium mesh
temperature
electrode material
metal oxide
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111118542.5A
Other languages
English (en)
Inventor
段体岗
马力
辛永磊
彭文山
周万凯
张海兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
725th Research Institute of CSIC
Original Assignee
725th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 725th Research Institute of CSIC filed Critical 725th Research Institute of CSIC
Priority to CN202111118542.5A priority Critical patent/CN114890508A/zh
Publication of CN114890508A publication Critical patent/CN114890508A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/24—Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
    • C25B11/053—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
    • C25B11/067—Inorganic compound e.g. ITO, silica or titania
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
    • C25B11/077—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
    • C02F2001/46185—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water only anodic or acidic water, e.g. for oxidizing or sterilizing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

本发明涉及一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法，涉及柔性钛网TiO2纳米线阵列构建方法、钌铱锡氧化物电极材料及其制备方法等。先进行柔性钛网基体的碱洗除油、酸洗刻蚀等预处理，以去除钛网基体表面钝化层，提高表面活性；随后，采用碱性水热刻蚀法，获得柔性钛网基TiO2纳米线阵列；接着，采用涂覆热解法反复进行金属氧化物活性层制备；最后，通过高温烧结获得具有高催化活性和稳定性的多层次电极材料。发明的金属氧化物纳米线阵列网电极材料，具有价格适中、制备方法简单、比表面积大、活性高、稳定性好等优点，可提高氧化物阳极低温催化活性，改善其低温稳定性，也可为电解防污技术和氯碱工业的发展提供理论支撑。

Description

一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极及其制备方法，属于化工能源应用领域，具体为柔性钛网TiO2纳米线阵列基体的钌铱锡氧化物电极材料，主要用于船舶压载水电化学处理技术方向，同时也可用于高效电解防污、高效电解制氯等应用方向。
背景技术
远洋船舶在航行过程中，普遍使用压载水来调整船舶的吃水和重心的平衡，以保证航行的安全。然而，压载水的异地装载和排放会引起有害水生物和病原体的传播,对海洋生态***、社会经济和公众健康造成严重危害。电化学处理法是处理船舶压载水中有害水生物和病原体的有效途径之一，主要通过电解氧化海水，在电极上产生氯气，生成具有高效消毒作用的次氯酸来杀灭微生物及细菌，电解海水法具有操作简便，安全可靠，对环境无污染，无需对船舶进行过多的改造，经济适用等优点，在远洋船舶的压载水管理***中应用前景广阔。
在船舶压载水电化学处理技术中，电催化电极是核心组成部件，它的使用性能和寿命直接决定压载水处理效果。目前，船舶压载水处理***中电解海水用电极主要是钌铱系金属氧化物涂层电极，具有优异的析氯析氧反应选择性、高的析氯电流效率及良好的耐蚀性，取得了较好的压载水处理效果。然而，在实际工程应用中发现，当电极在极端低温环境下工作时，其析氯效率和工作寿命大幅下降（实验室初步实验结果显示，5℃下电极的强化电解寿命仅为常温条件下的9%），给压载水处理***的正常运行埋下了严重隐患。因此，电极在低温环境下使用寿命大幅缩减，是目前压载水电化学处理技术面临的较大挑战之一，迫切需要新的突破。
发明目的
本发明采用简单的水热法与涂覆热解法相结合，制备具有高活性和稳定性的多层次包覆结构的氧化物电极材料，该材料具有价格适中、制备方法简单、比表面积大、活性高、低温稳定性好等优点，可改善船舶压载水处理***的低温稳定性，减少能量消耗。
发明内容
针对船舶压载水电化学处理用氧化物电极材料低温活性低、稳定性差等问题，本发明提供了一种具有低温高活性和稳定性的柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列的多层次包覆结构电极材料，可有效提高船舶压载水处理***低温性能，延长服役周期。该材料制备方法简单，可大批量生产，且成本适中。
本发明提供的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其制备过程包括以下步骤：
1）将高纯钛网试样按实验需要裁剪成一定尺寸，置入一定浓度的NaOH溶液中在一定温度下浸泡碱洗除油一段时间；
2）将步骤1）中的高纯钛网试样，用去离子水反复超声清洗一段时间，彻底去除表面碱洗残液；
3）将步骤2）中的高纯钛网试样，置入一定浓度的草酸溶液中，在一定水浴温度下刻蚀一段时间，去除钛丝表面氧化膜；
4）将步骤3）中的高纯钛网试样，采用超纯水反复冲洗，去除表面草酸钛和残留酸液，随后烘干备用；
5）将步骤4）中的钛网，置于含有一定浓度NaOH溶液的高温封闭反应器中，进行化学反应一段时间；
6）将步骤5）获得的钛网，通过超纯水清洗后，在室温下置于一定浓度的盐酸溶液浸泡一段时间；
7）将步骤6）中的钛网试样，采用超纯水反复冲洗后，置于鼓风干燥箱中，一定温度下烘干；
8）将步骤7）中的钛网试样置于一定温度的高温马弗炉中，烧结一段时间；
9）配制一定浓度的氯化钌氯铱酸铱和氯化锡正丁醇前驱体溶液，并用盐酸调节pH值；
10）将步骤9）获得的前驱体溶液，通过羊毛刷蘸取，涂刷在步骤8）获得的钛网试样表面；
11）将步骤10）的钛网置于鼓风干燥箱中烘干，随后在高温马弗炉中烧结一段时间；
12）重复步骤10）和11）数次，最后在高温马弗炉中烧结一段时间，获得柔性钛网基体金属氧化物纳米线阵列电极材料。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤1）中钛网规格为20~100目，NaOH溶液的浓度范围为30wt%~60wt%。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤3）中草酸溶液浓度在10wt%~15wt%范围，水浴温度范围为80~100℃，碱洗时间为60~180 min；超纯水、丙酮、无水乙醇等的超声处理时间分别在30~120 min之间，10~30 min之间，10~30 min之间。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤5）NaOH溶液浓度范围为4wt%~10wt%，反应温度为150~200℃，反应时间为12~24h。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤6）中盐酸浓度范围为2wt%~5wt%，浸泡时间为20~40h。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤7）中烘干温度范围为80~150℃，烘干时间为15~60min。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤8）中试样烧结温度为450~600℃，时间时间范围为2~4h。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤9）中钌铱锡前驱体溶液中氯化钌、氯铱酸、氯化锡的浓度范围分别为0.1~0.15mol/L，0.07~0.1mol/L和0.15~0.23mol/L；前驱体溶液的pH值范围为0~1。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤11）中的烘干温度范围在80~150℃，烘干时间范围30~120min，烧结温度范围为450~600℃，烧结时间为20~60min。
为了进一步实现本发明的目的，所述步骤12）中涂覆次数范围为3~10次，烧结温度范围为450~600℃，烧结时间为60~120min。
本发明制备的金属氧化物纳米线阵列多层次包覆结构电极材料，具有大的比表面积、低析氯电位和良好的稳定性。
本发明的一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法，与现有技术相比，有益效果为：
1、本发明所提供的柔性钛网基纳米线整列金属氧化物电极制备方法，操作简单，设备要求低，重现性高，可进行批量化生产，获得的金属氧化物电极材料表面呈多层次包覆纳米线整列结构，有利于提高电极材料的反应活性；
2、本发明可通过调节反应温度，实现金属氧化物电极不同形貌的有效调控；
3、本发明所提供的纳米线整列金属氧化物网电极材料，具有低的析氯电位和高的电催化析氯活性，尤其在较低温度下仍旧有较高的析氯性能和稳定性，适合远洋船舶在不同海域下的船舶压载水电化学处理；
4、本发明制备的金属氧化物纳米线阵列多层次包覆结构电极材料，具有大的比表面积、低析氯电位和良好的稳定性。本发明提供的纳米线阵列金属氧化物电极材料，用途广泛，不仅可用于船舶压载水电化学处理，也可用于电解防污和氯碱工业，同时也可以用于生活中电解盐水制取消毒水。
附图说明
附图1是30目柔性高纯钛网图片。
附图2是NaOH溶液水热刻蚀得到的TiO2纳米线整列SEM图。
附图3是TiO2纳米线@Ru0.2Ir0.2Sn0.6O2包覆结构SEM图。
附图4是TiO2纳米线TEM和TiO2纳米线@Ru0.2Ir0.2Sn0.6O2包覆结构TEM。
附图5是TiO2@Ru0.23Ir0.17Sn0.6O2电极的EDS-Mapping图。
附图6是TiO2@Ru0.23Ir0.17Sn0.6O2电极在3.5%naCl溶液中的循环伏安图。
附图7是TiO2@Ru0.23Ir0.17Sn0.6O2电极在3.5%naCl溶液中的线性扫描伏安图。
具体实施方式
实施例1
将80目的高纯钛网按实验需要裁剪成5cm*5cm尺寸，置入浓度40wt%的NaOH溶液中，在100℃温度下浸泡碱洗除油1h。随后，用去离子水反复超声清洗一段时间，彻底去除表面碱洗残液。接着，将钛网置入浓度10wt%的草酸溶液中，在80℃水浴温度下刻蚀1h，去除钛丝表面氧化膜。将刻蚀后的高纯钛网试样，采用超纯水反复冲洗，去除表面草酸钛和残留酸液，随后烘干备用。
将预处理后的钛网，置于含有浓度为10wt%的NaOH溶液的高温封闭反应器中，在200℃下进行化学反应24h。反应完成后，用超纯水清洗并在室温下置于浓度为2wt%盐酸溶液中浸泡30h。采用超纯水反复冲洗后，置于鼓风干燥箱中，在120℃下烘干。随后，置于600℃高温马弗炉中，烧结4h，获得柔性钛网基TiO2纳米阵列。
配制氯化钌、氯铱酸铱和氯化锡正丁醇前驱体溶液，浓度分别为0.12mol/L，0.1mo/L和0.2mol/L，并用盐酸调节pH到0。随后，使用羊毛刷蘸取前驱体溶液，涂刷在钛网基TiO2纳米阵列试样表面。将涂覆后的钛网置于鼓风干燥箱中120℃下烘干，随后在500℃的高温马弗炉中烧结30min。重复上述涂覆烧结过程5次，最后在600℃高温马弗炉中烧结1.5h，获得柔性钛网基体金属氧化物纳米线阵列电极材料。
实施例2
将100目的高纯钛网按实验需要裁剪成10cm*10cm尺寸，置入浓度60wt%的NaOH溶液中，在90℃温度下浸泡碱洗除油2h。随后，用去离子水反复超声清洗一段时间，彻底去除表面碱洗残液。接着，将钛网置入浓度12wt%的草酸溶液中，在90℃水浴温度下刻蚀2h，去除钛丝表面氧化膜。将刻蚀后的高纯钛网试样，采用超纯水反复冲洗，去除表面草酸钛和残留酸液，随后烘干备用。
将预处理后的钛网，置于含有浓度为6wt%的NaOH溶液的高温封闭反应器中，在180℃下进行化学反应20h。反应完成后，用超纯水清洗并在室温下置于浓度为4wt%盐酸溶液中浸泡20h。采用超纯水反复冲洗后，置于鼓风干燥箱中，在80℃下烘干。随后，置于450℃高温马弗炉中，烧结3h，获得柔性钛网基TiO2纳米阵列。
配制氯化钌氯铱酸铱和氯化锡正丁醇前驱体溶液，浓度分别为0.1mol/L，0.08mo/L和0.22mol/L，并用盐酸调节pH到1。随后，使用羊毛刷蘸取前驱体溶液，涂刷在钛网基TiO2纳米阵列试样表面。将涂覆后的钛网置于鼓风干燥箱中150℃下烘干，随后在600℃的高温马弗炉中烧结20min。重复上述涂覆烧结过程3次，最后在550℃高温马弗炉中烧结1h，获得柔性钛网基体金属氧化物纳米线阵列电极材料。
实施例3
将20目的高纯钛网按实验需要裁剪成10cm*10cm尺寸，置入浓度30wt%的NaOH溶液中，在100℃温度下浸泡碱洗除油3h。随后，用去离子水反复超声清洗一段时间，彻底去除表面碱洗残液。接着，将钛网置入浓度10wt%的草酸溶液中，在100℃水浴温度下刻蚀2h，去除钛丝表面氧化膜。将刻蚀后的高纯钛网试样，采用超纯水反复冲洗，去除表面草酸钛和残留酸液，随后烘干备用。
将预处理后的钛网，置于含有浓度为4wt%的NaOH溶液的高温封闭反应器中，在150℃下进行化学反应12h。反应完成后，用超纯水清洗并在室温下置于浓度为5wt%盐酸溶液中浸泡40h。采用超纯水反复冲洗后，置于鼓风干燥箱中，在100℃下烘干。随后，置于500℃高温马弗炉中，烧结2h，获得柔性钛网基TiO2纳米阵列。
配制氯化钌氯铱酸铱和氯化锡正丁醇前驱体溶液，浓度分别为0.15mol/L，0.1mo/L和0.15mol/L，并用盐酸调节pH到0。随后，使用羊毛刷蘸取前驱体溶液，涂刷在钛网基TiO2纳米阵列试样表面。将涂覆后的钛网置于鼓风干燥箱中80℃下烘干，随后在450℃的高温马弗炉中烧结60min。重复上述涂覆烧结过程10次，最后在450℃高温马弗炉中烧结2h，获得柔性钛网基体金属氧化物纳米线阵列电极材料。

Claims (10)

1.一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，其制备过程包括以下步骤：
1）将高纯钛网试样按实验需要裁剪成一定尺寸，置入一定浓度的NaOH溶液中在一定温度下浸泡碱洗除油一段时间；
2）将步骤1）中的高纯钛网试样，用去离子水反复超声清洗一段时间，彻底去除表面碱洗残液；
3）将步骤2）中的高纯钛网试样，置入一定浓度的草酸溶液中，在一定水浴温度下刻蚀一段时间，去除钛丝表面氧化膜；
4）将步骤3）中的高纯钛网试样，采用超纯水反复冲洗，去除表面草酸钛和残留酸液，随后烘干备用；
5）将步骤4）中的钛网，置于含有一定浓度NaOH溶液的高温封闭反应器中，进行化学反应一段时间；
6）将步骤5）获得的钛网，通过超纯水清洗后，在室温下置于一定浓度的盐酸溶液浸泡一段时间；
7）将步骤6）中的钛网试样，采用超纯水反复冲洗后，置于鼓风干燥箱中，一定温度下烘干；
8）将步骤7）中的钛网试样置于一定温度的高温马弗炉中，烧结一段时间；
9）配制一定浓度的氯化钌氯铱酸铱和氯化锡正丁醇前驱体溶液，并用盐酸调节pH值；
10）将步骤9）获得的前驱体溶液，通过羊毛刷蘸取，涂刷在步骤8）获得的钛网试样表面；
11）将步骤10）的钛网置于鼓风干燥箱中烘干，随后在高温马弗炉中烧结一段时间；
12）重复步骤10）和11）数次，最后在高温马弗炉中烧结一段时间，获得柔性钛网基体金属氧化物纳米线阵列电极材料。
2.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤1）中钛网规格为20~100目，NaOH溶液的浓度范围为30wt%~60wt%。
3.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤3）中草酸溶液浓度在10wt%~15wt%范围，水浴温度范围为80~100℃，碱洗时间为60~180 min；超纯水、丙酮、无水乙醇等的超声处理时间分别在30~120 min之间，10~30min之间，10~30 min之间。
4.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤5）NaOH溶液浓度范围为4wt%~10wt%，反应温度为150~200℃，反应时间为12~24h。
5.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤6）中盐酸浓度范围为2wt%~5wt%，浸泡时间为20~40h。
6.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤7）中烘干温度范围为80~150℃，烘干时间为15~60min。
7.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤8）中试样烧结温度为450~600℃，时间时间范围为2~4h。
8.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤9）中钌铱锡前驱体溶液中氯化钌、氯铱酸、氯化锡的浓度范围分别为0.1~0.15mol/L，0.07~0.1mol/L和0.15~0.23mol/L；前驱体溶液的pH值范围为0~1。
9.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤11）中的烘干温度范围在80~150℃，烘干时间范围30~120min，烧结温度范围为450~600℃，烧结时间为20~60min。
10.根据权利要求1所述的一种柔性钛网基金属氧化物纳米线阵列电极材料，其特征在于，所述步骤12）中涂覆次数范围为3~10次，烧结温度范围为450~600℃，烧结时间为60~120min。
CN202111118542.5A 2021-09-24 2021-09-24 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法 Pending CN114890508A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118542.5A CN114890508A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118542.5A CN114890508A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114890508A true CN114890508A (zh) 2022-08-12

Family

ID=82714152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111118542.5A Pending CN114890508A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114890508A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102517603A (zh) * 2011-11-30 2012-06-27 浙江大学 一种钛基低贵重金属含量氧化物涂层阳极的制备方法
CN104480490A (zh) * 2014-12-08 2015-04-01 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 压载水管理***用冷水型氧化物阳极及制备方法
CN106396028A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 陕西品达石化有限公司 海水用钛基金属氧化物阳极的制备方法
CN110040820A (zh) * 2019-05-23 2019-07-23 天津市大陆制氢设备有限公司 二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极及其制备方法
JP2020059917A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 水分解酸素発生用の四酸化三コバルトアレイ／チタンメッシュ電極及びその製造方法
CN111137953A (zh) * 2020-01-09 2020-05-12 江苏安凯特科技股份有限公司 一种钛基锡铱系氧化物涂层电极的制备工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102517603A (zh) * 2011-11-30 2012-06-27 浙江大学 一种钛基低贵重金属含量氧化物涂层阳极的制备方法
CN104480490A (zh) * 2014-12-08 2015-04-01 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 压载水管理***用冷水型氧化物阳极及制备方法
CN106396028A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 陕西品达石化有限公司 海水用钛基金属氧化物阳极的制备方法
JP2020059917A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 水分解酸素発生用の四酸化三コバルトアレイ／チタンメッシュ電極及びその製造方法
CN110040820A (zh) * 2019-05-23 2019-07-23 天津市大陆制氢设备有限公司 二氧化钛网状结构修饰的钛基氧化锡锑电极及其制备方法
CN111137953A (zh) * 2020-01-09 2020-05-12 江苏安凯特科技股份有限公司 一种钛基锡铱系氧化物涂层电极的制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101525755B (zh) 生成氢气用的阴极
US9677183B2 (en) Electrocatalyst, electrode coating and electrode for the preparation of chlorine
US7247229B2 (en) Coatings for the inhibition of undesirable oxidation in an electrochemical cell
CN101880891B (zh) 一种高稳定性电解制氯用dsa阳极及其制备方法
CN1888141A (zh) 耐海水污染的氧化物阳极及其制备方法
CN1541285A (zh) 电极涂层及其使用和制备方法
CN113789540A (zh) 石墨烯改性金属氧化物阳极材料及制备工艺
CN113264573B (zh) 一种双极性电极及其制备方法、及废水处理***
CN113800606B (zh) 一种循环冷却水处理用涂层钛阳极、制备方法及应用
CN104386785B (zh) 钼、锑共掺杂钛基二氧化锡电催化电极的制备方法
CN106086989B (zh) 一种银改性二氧化钛纳米管复合阳极及其制备方法
CN111254435A (zh) 一种Ti/Sb-SnO2/PVDF-CNT-PbO2电极及其制备方法
CN104480490B (zh) 压载水管理***用冷水型氧化物阳极及制备方法
JP2006322026A (ja) 電解的水処理電極及び装置
CN107974693B (zh) 抗锰离子污染的氧化物阳极材料及其制备工艺
JP2024010240A (ja) 水素発生用電極の製造方法及び水素発生用電極を用いた電気分解方法
CN112195482A (zh) 一种复合钛阳极板及其制备方法
CN114890508A (zh) 一种金属氧化物纳米线阵列网电极材料及其制备方法
CN108060451B (zh) 一种疏水天然纤维复合二氧化铅阳极的制备方法
CN113699540B (zh) 一种消毒液的制备方法
CN113860438A (zh) 一种用于电氯化辅助氨氮氧化的电极及其制备方法及应用
NO861978L (no) Katalytisk komposittmateriale, spesielt for elektrolyseelektroder, og fremstillingsmetode.
CN114162911B (zh) 一种Gd3+与Ti3+共掺杂TiO2纳米管阵列电极、制备方法及其应用
CN107916446A (zh) 氯代乙醛肟的清洁生产及其使用的RuO2@TNTs阳极
JPH06173061A (ja) ガス電極構造体及び該ガス電極構造体を使用する電解方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination