纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于电极材料【技术领域】，具体涉及一种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极及其制备方法与应用。所述阳极的制备方法包括钛板的前处理、阳极氧化和煅烧得到Ti/TiO2纳米管阵列电极、AgNO3溶液中电沉积得到Ti/TiO2-NTs/Ag电极、阳极氧化得到Ti/TiO2-NTs/Ag2O电极、在含有Pb(NO3)2、HNO3和NaF的电解质溶液中电化学沉积得到Ti/TiO2-NTs/Ag2O/PbO2阳极。本发明通过在二氧化钛纳米管和PbO2间制备了Ag2O层，提高了电极的析氧电位，寿命和电化学氧化能力。
【专利说明】-种以修饰T i O2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极 及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于电极材料【技术领域】，具体涉及一种以Ag2O修饰TiO2纳米管阵列为中间 层的钛基二氧化铅阳极及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 二氧化铅电极具有析氧电位高、优异电化学性能、耐腐蚀、价格便宜等特点，受到 冶金、环保、化工等行业的重视。经过有关人士的研究发现，二氧化铅电极是一种处理难降 解有机污染物的高效电极材料。
[0003] 二氧化铅机械强度低，加工成型困难，一般沉积在机械强度较高、热膨胀系数同二 氧化铅相近的钛板上形成Ti/Pb0 2电极。但是Ti/Pb02电极使用过程中常出现镀层不牢靠、 容易脱落、电催化效率不高的现象。因此，有必要对Ti/Pb〇 2电极进行改性，提高其活性和 寿命。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种以修饰 TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制备方法。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的以修饰TiO2纳米管 阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化 铅阳极的应用。
[0007] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0008] -种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制备方法，包括以下 步骤：
[0009] (I)Ti板前处理：将钛板打磨、清洗，用酸刻蚀后待用；
[0010] ⑵以两块经过步骤⑴前处理的钛板分别为阴极和阳极，放置在含有氟化氢和 乙酸的水溶液中进行阳极氧化制备TiO 2纳米管阵列，然后将经过阳极氧化后的钛板放在温 度为450?600°C的马弗炉中煅烧4?5h，冷却，得到Ti/Ti0 2纳米管阵列电极（Ti/Ti02-NTs 电极）；
[0011] (3)将步骤（2)制备的Ti/Ti02纳米管阵列电极置于0· 05?0· lmol/L AgNO3溶 液中超声20?30min取出，然后将其放入Na2SO4电解质溶液中采用电沉积法将Ag沉积到 Ti/Ti02纳米管上，重复上述超声到电沉积的过程6?8次，得到Ti/Ti02_NTs/Ag电极；
[0012] (4)以步骤⑶中制备的Ti/Ti02-NTS/Ag电极为阳极，两块相同面积的经过步骤 (1)前处理的钛板分别置于阳极两侧作为阴极，在含有NaOH的电解质溶液中进行阳极氧化 处理，得到Ti/Ti0 2_NTs/Ag20电极；
[0013] (5)以步骤⑷制备的Ti/Ti02-NTS/Ag 20电极为阳极，两块同等面积的经过步骤 (1)前处理的钛板分别置于阳极两侧作为阴极，阴阳两极间距1?I. 5cm，在含有Pb (N03)2、 HNO3和NaF的电解质溶液中和75?85°C温度条件下进行电化学沉积，得到一种以修饰TiO2 纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极（Ti/Ti02-NTs/Ag20/Pb02)。
[0014] 步骤⑴中所述的打磨是指依次用180目、360目和500目的砂纸进行打磨；所述 的清洗是指依次用去离子水、丙酮、甲醇和超纯水进行清洗；所述的用酸刻蚀是指采用体积 比HF: HNO3: H2O为1:4:5的混酸进行刻蚀。
[0015] 步骤⑵所述的含有氟化氢和乙酸的水溶液为体积比HF:乙酸=H2O为0. 04:1:8 的溶液；所述的阳极氧化条件为：阴阳极间距1?I. 5cm，采用直流稳压电源20?60V下电 化学氧化Ih ;所述的冷却是指以冷却速度为1?2°C /min冷却到室温。
[0016] 步骤（3)中所述的电沉积具体操作为：以Ti/Ti02纳米管为阴极，两块相同面积的 经过步骤（1)前处理的钛板分别置于阴极两侧作为阳极，阴阳极间距1?I. 5cm，采用直流 稳压电源在8?15V下，Na2SO4电解质溶液浓度为0. lmol/L，恒温水浴85°C，在TiAiO2纳 米管上电化学沉积Ag 15?20min。
[0017] 步骤⑷所述的阳极氧化的条件为：采用直流稳压电源在8?20V下，阴阳极间距 1?I. 5cm，NaOH的电解质溶液浓度为lmol/L和室温条件下阳极氧化2?3min。
[0018] 步骤（5)所述的电化学沉积过程为：在电流密度为0. 12A/cm2的条件下沉积 20min，然后在电流密度为0. 06A/cm2的条件下沉积IOOmin ;所述含有Pb(N03)2、HN03和NaF 的电解质溶液为含有 200g/L Pb (NO3) 2、0. lmol/L HNO3 和 0. 05mol/L NaF 的溶液。
[0019] 一种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极，通过以上制备方法制 备得到。
[0020] 上述以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极在处理难降解有机废 水中的应用。
[0021] 通过本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
[0022] (1)本发明的电极将PbO2沉积到了二氧化钛纳米管三维结构中，增加了 PbO2镀层 与Ti板的结合程度，使得加速运转电极寿命从Ti/Pb02的8. 89h延长到Ti/Ti02-NTs/Ag20/ PbO2 电极的 47. 22h ;
[0023] (2)Ag20修饰二氧化钛纳米管为中间层的Ti/Ti02-NTs/Ag 20/Pb02电极提高了电极 的析氧电位，析氧电位从Ti/Pb02的I. 9V提高到Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02电极的2. 6V ;
[0024] (3)本发明所述的制备方法工艺简单、对设备要求低，制备的电极具有较强的电化 学氧化能力，对全氟辛酸（--(^)的脱氟率从11/?13〇 2的37.12%提高到11/1102-阶^/^&0/ PbO2 电极的 87. 53%。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1?3分别为Ti/Ti02纳米管阵列电极、Ti/Ti02_NTs/Ag 20电极和Ti/Ti02-NTs/ Ag2CVPbO2电极的扫描电镜图；
[0026] 图4?6分别为Ti/Ti02纳米管阵列电极、Ti/Ti02_NTs/Ag 20电极和TiAiO2-NTs/ Ag2CVPbO2电极的XRD图谱；
[0027] 图 7 为 Ti/Pb02 电极、Ti/Ti02_NTs/Pb02 电极和 Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02 电极的线 性扫描伏安图谱；
[0028] 图 8 为 Ti/Pb02 电极、Ti/Ti02_NTs/Pb02 电极和 Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02 电极对 PFOA的脱氟率曲线图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0030] 实施例1
[0031] 本实施例的一种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制备方 法，具体制备步骤如下：
[0032] (1)取长方形Ti板，尺寸为30_Χ20_，厚0· 8謹，将其用180目、360目和500目 的砂纸逐级打磨至光滑，分别用去离子水、丙酮、甲醇清洗15min，再用超纯水清洗3遍，接 着将Ti板置于50mL混酸溶液中（HF:HN0 3:H20，1:4:5, V:V:V)刻蚀lOmin，蚀刻后的Ti板 再用超纯水清洗干净；
[0033] (2)采用阳极氧化法制备TiO2-NTs电极：以经过步骤（1)前处理的钛板为阴阳极 置于体积比HF:乙酸=H 2O为0.04:1:8的溶液中，阴阳极间距1.0cm，恒压40V，反应时间 Ih后，取出阳极Ti板后用超纯水冲洗干净，自然晾干待用，然后在马弗炉恒温500°C温度下 煅烧4. 5h，以冷却速率为I. 5°C /min冷却至室温获得稳定Ti/Ti02纳米管阵列电极（Ti/ TiO2-NTs 电极）；
[0034] (3)Ti/Ti02-NTs/Ag 电极制备：配制 0· 08mol/L AgNO3 溶液，将 TiAiO2 纳米管阵 列电极浸渍在其中超声25min，然后以该Ti/Ti02纳米管阵列电极为阴极，同样面积的经 过步骤⑴前处理的钛板作为阳极，分别放置在阴极两侧，阴阳极间距1.0cm，以0. lmol/L Na2SO4为电解质，恒定电压10V，电解液温度85°C，电沉积15min，关闭电源，将Ti/Ti0 2纳米 管电极再次放入〇. 〇8mol/LAgN03溶液中超声25min，再次作为阴极电沉积15min，经过8次 重复的超声和沉积过程后自然风干，即得Ti/Ti0 2_NTs/Ag电极。
[0035] (4)Ti/Ti02-NTs/Ag20电极制备：以Ti/Ti0 2_NTs/Ag电极为阳极，同样面积的经过 步骤（1)前处理的钛板作为阴极，分别放置在阳极两侧，阴阳极间距I. 5cm，在恒定15V电 压，lmol/L NaOH碱溶液为电解质条件下，室温阳极氧化2min，Ti/Ti02_NTs/Ag电极转变成 Ti/Ti02_NTs/Ag20 电极；
[0036] (5)Ti/Ti02-NTs/Ag20/Pb0 2 电极的制备：配制 70mL 含有 200g/L Pb(N03)2、0. Imol/ L圆03和0. 05mol/L NaF的溶液，在上述溶液中以Ti/Ti02-NTs/Ag20电极为阳极，两块同等 面积的经过步骤（1)前处理的钛板放置在阳极两侧作为阴极，阴阳两极间距为1.5cm，采用 直流稳压稳流电源的两电极电解系统，温度为80°C，电沉积反应2h，前20min恒定电流密度 0· 12A/cm2,后 IOOmin 恒定电流密度 0· 06A/cm2,制备得到 Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02 电极。
[0037] 本实施例得到的Ti/Ti02纳米管阵列电极、Ti/Ti02-NTs/Ag 20电极和Ti/Ti02-NTs/ Ag2CVPbO2电极的扫描电镜图，分别如图1、图2和图3所示。由图1可以看出，Ti/Ti0 2纳米 管阵列电极形成了完整的纳米管阵列结构；由图2可以看出，氧化银沉积到了 Ti/Ti02纳米 管阵列电极表面；由图3可以看出，Ti/Ti02-NTs/Ag 20/Pb02电极表面呈现形状较为规则的 颗粒，排列紧凑。本实施例得到的Ti/Ti0 2纳米管阵列电极、Ti/Ti02-NTs/Ag20电极和Ti/ Ti02-NTs/Ag20/Pb02电极的XRD图谱分别分别如图4、图5和图6所示，由图4中可以看出， 2 Θ角在25.3°、48.Γ、53. 2°方向上，属于二氧化钛纳米管的四方晶系锐钛矿结构的特 征峰；由图5中可以看出，2 Θ角在32. 5°、38.Γ、63. 5°方向上，属于单斜晶系的氧化银 的特征峰；由图6中可以看出，2 Θ角在32. 2°、49°、63. 7°方向上，属于PbO2的四方晶系 β型的物相。
[0038] 实施例2
[0039] 本实施例的一种以Ag2O修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制 备方法，具体制备步骤如下：
[0040] (1)取长方形Ti板，尺寸为30_Χ20_，厚0· 8謹，将其用180目、360目和500目 的砂纸逐级打磨至光滑，分别用去离子水、丙酮、甲醇清洗15min，再用超纯水清洗3遍，接 着将Ti板置于50mL混酸溶液中（HF:HN0 3:H20，1:4:5, V:V:V)刻蚀lOmin，蚀刻后的Ti板 再用超纯水清洗干净；
[0041] (2)采用阳极氧化法制备TiO2-NTs电极：以经过步骤（1)前处理的钛板为阴阳极 置于体积比HF:乙酸= H2O为0. 04:1:8的溶液中，阴阳极间距I. 5cm，恒压60V，反应时间Ih 后，取出阳极Ti板后用超纯水冲洗干净，自然晾干待用，然后在马弗炉恒温600°C温度下煅 烧4h，以冷却速率为2°C /min冷却至室温获得稳定Ti/Ti02纳米管阵列电极（Ti/Ti02-NTs 电极）；
[0042] (3)Ti/Ti02-NTs/Ag 电极制备：配制 0· 05mol/L AgNO3 溶液，将 TiAiO2 纳米管阵 列电极浸渍在其中超声30min，然后以该Ti/Ti02纳米管阵列电极为阴极，同样面积的经 过步骤⑴前处理的钛板作为阳极，分别放置在阴极两侧，阴阳极间距I. 5cm，以0. lmol/L Na2SO4为电解质，恒定电压15V，电解液温度85°C，电沉积15min，关闭电源，将Ti/Ti0 2纳米 管电极再次放入〇. 〇5mol/LAgN03溶液中超声30min，再次作为阴极电沉积15min，经过6次 重复的超声和沉积过程后自然风干，即得Ti/Ti0 2_NTs/Ag电极。
[0043] ⑷Ti/Ti02-NTs/Ag20电极制备：以Ti/Ti0 2-NTs/Ag电极为阳极，同样面积的经过 步骤（1)前处理的钛板作为阴极，分别放置在阳极两侧，阴阳极间距I. 5cm，在恒定20V电 压，lmol/L NaOH碱溶液为电解质条件下，室温阳极氧化3min，Ti/Ti02_NTs/Ag电极转变成 Ti/Ti02_NTs/Ag20 电极；
[0044] (5)Ti/Ti02-NTs/Ag20/Pb0 2 电极的制备：配制 70mL 含有 200g/L Pb(N03)2、0. Imol/ L圆03和0. 05mol/L NaF的溶液，在上述溶液中以Ti/Ti02-NTs/Ag20电极为阳极，两块同等 面积的经过步骤（1)前处理的钛板放置在阳极两侧作为阴极，阴阳两极间距为1.0cm，采用 直流稳压稳流电源的两电极电解系统，温度为85°C，电沉积反应2h，前20min恒定电流密度 0· 12A/cm2,后 IOOmin 恒定电流密度 0· 06A/cm2,制备得到 Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02 电极。
[0045] 实施例3
[0046] 本实施例的一种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制备方 法，具体制备步骤如下：
[0047] (1)取长方形Ti板，尺寸为30_Χ20_，厚0.8謹，将其用180目、360目和500目 的砂纸逐级打磨至光滑，分别用去离子水、丙酮、甲醇清洗15min，再用超纯水清洗3遍，接 着将Ti板置于50mL混酸溶液中（HF:HN0 3:H20，1:4:5, V:V:V)刻蚀lOmin，蚀刻后的Ti板 再用超纯水清洗干净；
[0048] (2)采用阳极氧化法制备TiO2-NTs电极：以经过步骤（1)前处理的钛板为阴阳极 置于体积比HF:乙酸：H20为0.04:1:8的溶液中，阴阳极间距lcm，恒压20V，反应时间Ih 后，取出阳极Ti板后用超纯水冲洗干净，自然晾干待用，然后在马弗炉恒温450°C温度下煅 烧5h，以冷却速率为1°C /min冷却至室温获得稳定TiAiO2纳米管阵列电极（TiAiO2-NTs 电极）；
[0049] (3) Ti/Ti02_NTs/Ag电极制备：配制0· ImoVLAgNO3溶液，将TiAiO2纳米管阵列电 极浸渍在其中超声20min，然后以该Ti/Ti0 2纳米管阵列电极为阴极，同样面积的经过步骤 (1)前处理的钛板作为阳极，分别放置在阴极两侧，阴阳极间距lcm，以0. lmol/L Na2SO4为 电解质，恒定电压8V，电解液温度85°C，电沉积20min，关闭电源，将Ti/Ti02纳米管电极再 次放入0. lmol/L AgNO3溶液中超声20min，再次作为阴极电沉积20min，经过7次重复的超 声和沉积过程后自然风干，即得Ti/Ti0 2_NTs/Ag电极。
[0050] (4)Ti/Ti02-NTs/Ag20电极制备：以Ti/Ti0 2-NTs/Ag电极为阳极，同样面积的经过 步骤⑴前处理的钛板作为阴极，分别放置在阳极两侧，阴阳极间距lcm，在恒定8V电压， lmol/L NaOH碱溶液为电解质条件下，室温阳极氧化2min，Ti/Ti02_NTs/Ag电极转变成Ti/ TiO2-NTsAg2O 电极；
[0051] (5)Ti/Ti02-NTs/Ag20/Pb0 2 电极的制备：配制 70mL 含有 200g/LPb(N03)2、0. Imol/ L圆03和0. 05mol/L NaF的溶液，在上述溶液中以Ti/Ti02-NTs/Ag20电极为阳极，两块同等 面积的经过步骤（1)前处理的钛板放置在阳极两侧作为阴极，阴阳两极间距为1.0cm，采用 直流稳压稳流电源的两电极电解系统，温度为75°C，电沉积反应2h，前20min恒定电流密度 0· 12A/cm2,后 IOOmin 恒定电流密度 0· 06A/cm2,制备得到 Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02 电极。
[0052] 对比实施例1
[0053] 传统方法制备Ti/Pb02电极采用电化学沉积法：取长方形Ti板，尺寸为 30mmX 20mm，厚0.8mm，将其用180目、360目和500目的砂纸逐级打磨至光滑，然后再分别 用去离子水、丙酮、甲醇清洗15min，再用超纯水清洗3遍，接着将Ti板置于50mL混酸溶液 中（HF:HN0 3:H20,1:4:5，V:V:V)刻蚀lOmin，蚀刻后的Ti板再用超纯水清洗干净，作阳极待 用，同样面积的经过预处理的两块钛板做阴极，分别放置在阳极两侧，阴阳极间距lcm，然后 置于配制70mL含有200g/LPb(N0 3)2、0. lmol/L圆03和0. 05mol/L NaF的溶液中，控制水浴 温度为75°C，搅拌速度为300r/min，电沉积反应2h，前20min恒定电流密度0. 12A/cm2,后 IOOmin恒定电流密度0. 06A/cm2,反应结束后获得Ti/Pb02电极。
[0054] 对比实施例2
[0055] Ti/Ti02-NTs/Pb02电极的制备：采用180目、360目和500目砂纸打磨Ti板 (30mmX20mmX0· 8mm)至光滑，再分别用去离子水、丙酮、甲醇、超纯水清洗15min，混酸溶 液（HF:HN03:H 20，1:4:5, V:V:V)亥Ij蚀钛板后超纯水清洗待用，阳极氧化制备1102纳米管阵 列的电解液为HF、乙酸和H 2O溶液（0. 04:1:8, V:V:V)，在阴阳极间距lcm、恒压40V的操作 条件下，电化学氧化Ti板Ih后用超纯水冲洗，自然晾干，采用马弗炉在恒温500°C下煅烧经 阳极氧化的Ti板4. 5h，设置冷却速率I. 5°C /min降温至室温，获得稳定Ti/Ti02纳米管阵 列电极（Ti/Ti02-NTs电极）；
[0056] 采用电化学沉积法制备PbO2镀层：将Ti/Ti02-NTs电极作为阳极，同等面积的两 块Ti板分别放置在阳极两侧作为阴极，阴阳极间距I. 5cm，电沉积液为200g/L Pb (N03)2、 0· lmol/L HNO3和0· 05mol/L NaF的混合溶液，采用两电极系统在温度为80°C、前20min 恒定电流密度0. 12A/cm2、后IOOmin恒定电流密度0. 06A/cm2的操作条件下制备得到Ti/ Ti02-NTs/Pb02 电极。
[0057] 对比实施例1得到的Ti/Pb02电极、对比实施例2得到的Ti/Ti0 2-NTs/Pb02电极 和实施例1得到的Ti/Ti02-NTs/Ag 20/Pb02电极的线性扫描伏安图谱如图7所示。从图7 中可以看出Ti/Pb02电极、Ti/Ti0 2_NTs/Pb02电极和Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb0 2电极的析氧电 位呈逐渐升高的趋势。析氧电位测试条件：实验采取电化学工作站三电极系统，Ti/Pb02电 极、Ti/Ti0 2_NTs/Pb02电极和Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb0 2电极分别为工作电极，相同尺寸的经 过前处理的钛板作为对电极，工作电极和对电极间距I. 5cm，饱和甘汞电极（SCE)作为参比 电极，电解质溶液为〇. 5mol/L H2SO4溶液。在初始电位0V，终止电位5. 0V，扫描速率0. IV， 采样间隔0. 00IV，静止时间2s，灵敏度IX citllAziV条件下分析电极析氧电位。
[0058] 对比实施例1得到的Ti/Pb02电极、对比实施例2得到的Ti/Ti0 2-NTs/Pb02电极和 实施例1得到的Ti/Ti02-NTs/Ag 20/Pb02电极的寿命测试结果如表1所示。从表1可以看出 Ti/Pb02电极的加速运转寿命为8. 89h，Ti/Ti02_NTs/Pb02电极的加速运转寿命为43. 61h， Ti/Ti02_NTs/Ag20/Pb02电极加速运转寿命为47. 22h。加速运转寿命测试实验条件：采用 电化学分析仪CHI6081D三电极系统恒电流法，Ti/Pb02电极、Ti/Ti0 2_NTs/Pb02电极和Ti/ Ti02_NTs/Ag20/Pb02电极分别为工作电极，钼板（2. 0cmX3. Ocm)作为对电极，工作电极和 对电极间距I. 5cm，饱和甘汞电极（SCE)作为参比电极，电解质溶液为0. 5mol/L H2SO4溶液。 设置恒电流密度83. 33mA/cm2进行扫描，当电压升高5V或电极镀层有脱落现象时的时间被 认为是加速运转电极寿命。
[0059] 表1加速运转电极寿命
[0060]
【权利要求】
1. 一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极的制备方法，其特征在于 包括以下步骤： (1) Ti板前处理：将钛板打磨、清洗，用酸刻蚀后待用； (2) 以两块经过步骤（1)前处理的钛板分别为阴极和阳极，放置在含有氟化氢和乙酸 的水溶液中进行阳极氧化制备Ti02纳米管阵列，然后将经过阳极氧化后的钛板放在温度为 450?600°C的马弗炉中煅烧4?5h，冷却，得到Ti/Ti02纳米管阵列电极； (3) 将步骤（2)制备的Ti/Ti02纳米管阵列电极置于0? 05?0? lmol/L AgN03溶液中 超声20?30min取出，然后将其放入Na2S04电解质溶液中采用电沉积法将Ag沉积到Ti/ Ti02纳米管上，重复上述超声到电沉积的过程6?8次，得到Ti/Ti02_NTs/Ag电极； (4) 以步骤（3)中制备的Ti/Ti02_NTs/Ag电极为阳极，两块相同面积的经过步骤（1)前 处理的钛板分别置于阳极两侧作为阴极，在含有NaOH的电解质溶液中进行阳极氧化处理， 得到 Ti/Ti02-NTs/Ag20 电极； (5) 以步骤⑷制备的Ti/Ti02-NTs/Ag20电极为阳极，两块同等面积的经过步骤（1) 前处理的钛板分别置于阳极两侧作为阴极，阴阳两极间距1?1. 5cm，在含有Pb(N03)2、HN03和NaF的电解质溶液中和75?85°C温度条件下进行电化学沉积，得到一种以修饰Ti02纳 米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极。
2. 根据权利要求1所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极 的制备方法，其特征在于：步骤（1)中所述的打磨是指依次用180目、360目和500目的砂 纸进行打磨；所述的清洗是指依次用去离子水、丙酮、甲醇和超纯水进行清洗；所述的用酸 刻蚀是指采用体积比HF: HN03: H20为1:4:5的混酸进行刻蚀。
3. 根据权利要求1所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极 的制备方法，其特征在于：步骤（2)中所述的含有氟化氢和乙酸的水溶液为体积比HF:乙 酸：H20为0. 04:1:8的溶液；所述阳极氧化的条件为：阴阳极间距1?1. 5cm，采用直流稳 压电源20?60V下电化学氧化lh ;所述的冷却是指以冷却速度为1?2°C /min冷却到室 温。
4. 根据权利要求1所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳 极的制备方法，其特征在于：步骤（3)中所述电沉积的具体操作为：以Ti/Ti02纳米管为阴 极，两块相同面积的经过步骤（1)前处理的钛板作为阳极分别置于阴极两侧，阴阳极间距 1?1. 5cm，采用直流稳压电源在8?15V下，Na2S04电解质溶液浓度为0? lmol/L，恒温水浴 85°C，在Ti/Ti02纳米管上电化学沉积Ag 15?20min。
5. 根据权利要求1所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极 的制备方法，其特征在于：步骤（4)中所述阳极氧化的条件为：采用直流稳压电源在8? 20V下，阴阳极间距1?1. 5cm，NaOH的电解质溶液浓度为lmol/L和室温条件下阳极氧化 2 ?3min〇
6. 根据权利要求1所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳 极的制备方法，其特征在于：步骤（5)中所述电化学沉积的过程为：在电流密度为0. 12A/ cm2的条件下沉积20min，然后在电流密度为0. 06A/cm2的条件下沉积lOOrnin ;所述含有 Pb (N03)2、HN03 和 NaF 的电解质溶液为含有 200g/L Pb (N03)2、0. lmol/L HN03 和 0? 05mol/L NaF的溶液。
7. -种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极，其特征在于：通过权利 要求1?6任一项所述的制备方法制备得到。
8. 权利要求7所述的一种以修饰Ti02纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极在处 理难降解有机废水中的应用。
【文档编号】C25B11/10GK104404566SQ201410620906
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】卓琼芳, 许振成, 罗梅清, 虢清伟, 王振兴, 易皓, 王丽 申请人:环境保护部华南环境科学研究所