专利名称：复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法
技术领域：
本发明涉及电化学方法制备金属氧化物电极技术领域，具体地指一种复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法。
背景技术：
高浓度有毒性难生化降解的有机物废水，一直是我国污水治理的重点和难点。采用电化学高级氧化技术治理这些难降解的污水，已经成为废水处理领域的热门研究。 电化学高级氧化水处理技术的关键有三点一是电极，二是电解槽结构，三是电源配置，其中技术的核心是电极。用作电极的材料主要有金属材料、碳素材料、金属氧化物材料和非金属化合物材料等。在金属材料电极领域，目前，常用的是单极式板状金属氧化物电极，这种单极式板状金属氧化物电极，是采用单极式电路进行电沉积而得到的，它的两面是同一种材料在电沉积过程中不存在应力变形问题。制备单极式板状金属氧化物电极的电沉积电路为单极式电路，其多组阴/阳极需要并联供电，存在电流大，供电电源造价高，系统复杂，经济可行性差的缺陷。同样地，单极式电解槽也是多组阴/阳极并联供电，也存在电流大，供电电源造价高，系统复杂，经济可行性差的缺陷。为了改进电解槽的性能，复极式板状金属氧化物电极已处在研究阶段，和单级式板状金属氧化物电极不同，复极式板状金属氧化物电极的一面为阳极另一面为阴极。阳极面和阴极面不是同一种材料。制备复极式板状金属氧化物电极的电沉积电路为复极式电路，电沉积槽只需要阴/阳极两个端点连接电源。将复极式板状金属氧化物电极置于电解槽中使用时，仅需将多个电极的阳极面朝向相同的方向排列。同样地，复极式电解槽也是只需要阴/阳极两个端点连接电源。实践表明，复极式板状金属氧化物电极的电沉积槽及。复极式板状金属氧化物电解槽都能实现低电流，高电压运行，系统简单，可控性好，经济可行性好。但是采用复极式电路电解必然要用板状电极而不能用网状电极。由于复极式电解槽所采用的板状金属氧化物电极只能进行单面电沉积，而金属板单面电沉积不可避免地要产生应力变形，而且金属板面积越大产生的应力变形越大，使所制备的电极由平面变成凹面。很明显，呈凹面的电极势必影响电解槽的极板间距，继而影响电化学的电流分布、电流效率；另外，由于应力较大或应力集中，还会使电沉积层起泡、开裂甚至脱落，以致使板状金属氧化物电极失效。因此，以金属板为基材，采用单面电沉积工艺制备板状金属氧化物电极，必须要解决金属板的应力变形问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术制备的板状金属氧化物电极在单面电沉积后易发生应力变形的缺陷，提供一种能够快速、高效且简便的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，使得金属板在经过本方法处理后，在单面电沉积的过程中得以均匀沉积，完成电沉积之后电极板面平整，电催化性能优良，并消除了制作过程中产生的变形应力。为实现上述目的，本发明所提供的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，包括以下步骤(I)准备待制作成电极的金属板；(2)将金属板的任意一面，加工成若干个凸出小平面，小平面分布在金属板的同一表面上；(3)将完成凸出小平面加工的金属板清洗干净后，对金属板上小平面所在的一面进行单面电沉积，得到平整的具有单面电催化层的板状金属氧化物电极。可选地，所述金属板为单组分金属板或多组分合金板。优选地，所述金属板为钛板、不锈钢板、高硅铸铁板或碳钢板。 优选地,所述小平面的面积大小为I 30000平方毫米。可选地，所述小平面的形状为正方形、长方形、菱形、三角形、多边形、或圆形。本发明的有益效果通过复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法可以在短时间内完成金属板基材的内应力消除，消除效果达到90%以上，该方法简单、不需要特殊器械、缩短了生产周期、高效可行，特别适合钛基电催化阳极板单面电沉积的工业化制备，本方法所制得的复极式板状金属氧化物电极表面平整，电催化层沉积均匀，不起泡、无空洞、无裂纹、无脱落，牢牢地附着在金属板表面，具有优良的电催化性能。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例I以厚度为I毫米的纯金属钛板为基材，按长500毫米，宽400毫米的定尺剪裁出来。再取其任意一面按15毫米X15毫米的尺寸加工正方形凸出小平面，所述正方形凸出小平面的加工沟槽深度为O. 4毫米，沟槽宽2毫米。将上述已经加工好正方形凸出小平面的金属钛板的表面清洗干净并进行单面电沉积，所述电沉积是将金属钛板已经加工有正方形凸出小平面的表面作为电沉积金属面。电沉积制备采用稳流、稳压直流电源，该技术乃业界公知，此处不做赘述。再经过电沉积得到消除应力达到90%以上的金属钛基复极式板状金属氧化物电极。按上述方法制作的复极式板状金属氧化物电极表面平整，电催化层沉积均匀，不起泡、无空洞、无裂纹、无脱落，牢牢地附着在钛板表面，成为完好的采用钛板单面电沉积制作的板状金属氧化物电极，具有优良的电催化性能。实施例2以厚度为I. 5毫米的不锈钢板为基材，按长600毫米，宽500毫米的定尺剪裁出来。再取其任意一面按18毫米Xll毫米的尺寸加工长方形凸出小平面，所述长方形凸出小平面的加工沟槽深度为O. 7毫米，沟槽截面为倒梯形，顶宽4毫米、底宽2毫米。将上述已经加工好长方形凸出小平面的不锈钢板清洗干净并进行单面电沉积，所述电沉积是将不锈钢板已经加工有长方形凸出小平面的表面作为电沉积金属面。电沉积制备采用稳流、稳压直流电源，该技术乃业界公知，此处不做赘述。再经过电沉积得到消除应力达到90 %以上的金属不锈钢复极式板状金属氧化物电极。
按上述方法制作的复极式板状金属氧化物电极表面平整，电催化层沉积均匀，不起泡、无空洞、无裂纹、无脱落，牢牢地附着在不锈钢板表面，成为完好的采用不锈钢板单面电沉积制作的板状金属氧化物电极，具有优良的电催化性能。
权利要求
1.一种复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)准备待制作成电极的金属板；(2)将金属板的任意一面，加工成若干个凸出小平面，小平面分布在金属板的同一表面上； (3)将完成凸出小平面加工的金属板清洗干净后，对金属板上小平面所在的一面进行单面电沉积，得到平整的具有单面电催化层的板状金属氧化物电极。
2.根据权利要求I所述的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，其特征在于所述金属板为单组分金属板或多组分合金板。
3.根据权利要求2所述的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，其特征在于所述金属板为钛板、不锈钢板、高硅铸铁板或碳钢板。
4.根据权利要求I所述的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，其特征在于所述小平面的面积大小为I 30000平方毫米。
5.根据权利要求I 4所述的复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，其特征在于所述小平面的形状为正方形、长方形、菱形、三角形、多边形、或圆形。
全文摘要
本发明公开了一种复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法，包括将待制作成电极的金属板的任意一面，加工成若干个凸出小平面，且小平面分布在金属板的同一表面上；再将金属板清洗干净后，对金属板上小平面所在的一面进行单面电沉积，得到平整的具有单面电催化层的板状金属氧化物电极。通过复极式板状金属氧化物电极消除应力的方法可以在短时间内完成金属板基材的内应力消除，消除效果达到90％以上，该方法制作的复极式板状金属氧化物电极表面平整，电催化层沉积均匀，不起泡、无空洞、无裂纹、无脱落，具有优良的电催化性能。
文档编号C25B11/02GK102677088SQ201210134529
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者张怀松, 涂晓波, 程木森, 袁兵 申请人:武汉威蒙环保科技有限公司