本发明属于电极材料领域，具体地讲涉及一种改进的ru-ce涂层电极。
背景技术：
ru-ce涂层电极是现有已工业应用的电解用阴极，主要用于氯碱行业电解用阴极，离子膜电解装置中使用，该涂层电极是在电极基体(一般为镍或镍合金)表面涂覆以氧化物形式存在的ru-ce涂层。与雷尼镍、ruo2、nio-ruo2等活性阴极材料相比ru-ce涂层电极具有析氢电位低，有利于节能降耗，但该涂层电极在实际应用中涂层失重率较严重，且涂层有跟水渍一样的印痕，导致有的地方发白、发花等色差现象。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有ru-ce涂层电极存在的上述问题，提供一种改进的ru-ce涂层电极。为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种改进的ru-ce涂层电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的ru-ce涂层，ru元素和ce元素以氧化物形式存在，其特点在于：所述ru-ce涂层中含ag元素和/或石墨烯。优选地，所述ru-ce涂层中，ag元素以ag计的负载量为0.1～5g/m2，石墨烯的负载量为0.1～5g/m2。更优选地，所述ru-ce涂层中，ru元素以ru计的负载量为5～20g/m2，ce元素以ce计的负载量为0.5～5g/m2。上述ru元素和ce元素以氧化物形式存在，ag元素以单质银形式存在。上述电极通过包括如下步骤的方法制备得到：将钌、铈以及银的前体化合物涂在所述电极基体表面，烧结，得到所述的电极。优选地，先将钌、铈以及银的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。优选地，所述钌的前体化合物为硝酸钌或三氯化钌，所述铈的前体化合物为硝酸铈或氯化铈，所述银的前体化合物为硝酸银。优选地，所述烧结温度为400～600℃，时间5～60分钟。具体实施方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。与现有ru-ce涂层电极相比，本发明的改进点在于：通过在现有ru-ce涂层中添加ag元素和/或石墨烯，以显著提高涂层电极的抗失重能力，而且改进后的涂层表面整体都会很黑，没有发白发花等这样的色差。优选地实施方式：所述涂层中，ag元素以ag计的负载量为0.1～5g/m2，石墨烯的负载量为0.1～5g/m2。更优选地，ag元素以ag计的负载量为1～4g/m2，石墨烯的负载量为1～4g/m2。更优选地实施方式：所述涂层中，ru元素以ru计的负载量为5～20g/m2，ce元素以ce计的负载量为0.5～5g/m2。更优选地，ru元素以ru计的负载量为8～15g/m2，ce元素以ce计的负载量为2～3g/m2。上述电极通过包括如下步骤的方法制备得到：将钌、铈以及银的前体化合物涂在所述电极基体表面，烧结(空气气氛)，得到所述的电极。优选地实施方式：先将钌、铈以及银的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。溶剂可选用水或正丁醇。优选地实施方式：所述钌的前体化合物为硝酸钌或三氯化钌，所述铈的前体化合物为硝酸铈或氯化铈，所述银的前体化合物为硝酸银。优选地实施方式：所述烧结温度为400～600℃，时间5～60分钟。在空气气氛中，钌、铈的前体化合物经高温分解氧化生成相应的钌氧化物和铈氧化物，银的前体化合物分解成单质银(氧化银在300℃以上会迅速分解)。本发明的负载量是相对于电极基体表面而言。实施例1ru-ag-ce涂层电极的制备：按ru∶ag∶ce质量比为＝10∶2.25∶2.25，将三氯化钌、硝酸银和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝10.0g/m2、ag的负载量＝2.25g/m2、ce的负载量＝2.25g/m2。实施例2ru-ag-ce涂层电极的制备：按ru∶ag∶ce质量比为＝8∶2.5∶2.5，将三氯化钌、硝酸银和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝8.0g/m2、ag的负载量＝2.5g/m2、ce的负载量＝2.5g/m2。实施例3ru-gr-ce涂层电极的制备：按ru∶gr∶ce质量比为＝10∶2.25∶2.25，将三氯化钌、石墨烯和硝酸铈加入水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝10.0g/m2、gr的负载量＝2.25g/m2、ce的负载量＝2.25g/m2。石墨烯：gr。对比例1ru-ce涂层电极的制备：按ru∶ce质量比为＝10∶2.25，将三氯化钌和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝10.0g/m2、ce的负载量＝2.25g/m2。对比例2ru-ce涂层电极的制备：按ru∶ce质量比为＝8∶2.5，将三氯化钌和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝8.0g/m2、ce的负载量＝2.5g/m2。对比例3-6ru-x-ce涂层电极的制备与实施例1ru-ag-ce涂层电极的制备相同，不同之处在于用fe、al、cu或ni的氯化物替代硝酸银。对比例7ru-ag-cu涂层电极的制备：按ru∶ag∶cu质量比为＝10∶2.25∶2.25，将三氯化钌、硝酸银和氯化铜溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25m1/m2，涂覆后经150℃烘干5分钟，再于600℃(空气)烧制5分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝10.0g/m2、ag的负载量＝2.25g/m2、cu的负载量＝2.25g/m2。强化失重试验1、仪器、设备恒电流电源：电流稳定度≤0.05％电流表：0.5级数字电压表：0～19.99v电解槽：玻璃电解槽，容量为1l，阴极和阳极距离为20mm试验条件：电解液35％的氢氧化钠溶液电流密度a/m28000试验温度℃85±5反应时间h262、测试过程把试片在x荧光仪下检测后，记载下初金属含量g1，再将试片固定在导板上，装入盛有电解液的电解槽，电解液完全浸没试片的有效工作部分，按规定的电流密度进行电解，电解进行26h后，将阴极试片取出，冲洗干净后烘干，在x荧光仪下进行检测，记载下电解后金属含量g2。强化失重率v％＝(g1-g2)/g1×100％3、结果如下涂层电极涂层中金属元素负载量(g/m2)析氢电位/v强化失重％对比例1ru＝10，ce＝2.25-1.2209.8对比例2ru＝8，ce＝2.5-1.22810.5对比例3ru＝10，fe＝2.25，ce＝2.25-1.2277.0对比例4ru＝10，al＝2.25，ce＝2.25-1.23072.3对比例5ru＝10，cu＝2.25，ce＝2.25-1.22843.3对比例6ru＝10，ni＝2.25，ce＝2.25-1.24515.6对比例7ru＝10，ag＝2.25，cu＝2.25-1.25316.5％实施例1ru＝10，ag＝2.25，ce＝2.25-1.2430实施例2ru＝8，ag＝2.5，ce＝2.5-1.2500实施例3ru＝10，gr＝2.25，ce＝2.25-1.2204.9上各实施例及对比例的镍网电极基体均采用同一型号。由上述试验结果可以看出，在ru-ce涂层中添加银或石墨烯可显著降低涂层的失重，其添加银可达到零失重，而添加fe、a1、cu或ni降低不明显甚至会严重恶化涂层的失重，这可能是因为ag和石墨烯均具有良好的导电性，而fe、al、cu或ni元素在涂层中是以氧化物形式存在，均不导电。实施例4ru-ag-ce涂层电极的制备：按ru∶ag∶ce质量比为＝8∶1∶2.25，将三氯化钌、硝酸银和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经105℃烘干60分钟，再于400℃(空气)烧制60分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝8.0g/m2、ag的负载量＝1.0g/m2、ce的负载量＝2.25g/m2。实施例5ru-ag-ce涂层电极的制备：按ru∶ag∶ce质量比为＝15∶4∶2.25，将三氯化钌、硝酸银和硝酸铈溶于水，混合均匀制得涂液，再将涂液涂刷于常规的镍网电极基体，每次涂液的涂覆量约为15～25ml/m2，涂覆后经125℃烘干50分钟，再于500℃(空气)烧制30分钟，重复涂覆，直至ru的负载量＝15.0g/m2、ag的负载量＝4.0g/m2、ce的负载量＝2.25g/m2。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12