一种碳化硼/石墨共掺杂二氧化铅塑片电极的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料学领域，设及一种电极，具体来说是一种碳化棚/石墨共渗杂二氧 化铅塑片电极的制备方法。
【背景技术】
[0002] 电解法是高级氧化技术(AOPs)中常用的一种难降解污染物处理技术，它由于具有 二次污染少，反应设备占地面积小，效率高，难降解物质能被彻底处理等特点而受到广泛关 注。阳极材料中，二氧化铅是非贵金属材料，具有良好导电性，在某些应用中可W取代重金 属催化剂如销、金等，从而可W大大降低反应成本，是应用最多的一类阳极材料。二氧化铅 作为阳极材料具有良好的耐腐蚀性，氧化能力强，反应过程中可W产生更多的径基自由基 (? OH)等强氧化性物质来降解难处理有机物，使大分子有机物变成小分子有机物，有毒物 质转化成无毒物质，直至最终矿化成C〇2和也0。传统二氧化铅电极可W分为有基体和无基体 两大类，而在有基体电极中，铁基体由于质量轻，硬度大，耐腐蚀性强等优点，所W常见的有 基体二氧化铅电极为铁基体二氧化铅电极。Pb〇2不同晶型中最常见的是a-Pb〇2和0-化化，0-饥〇2与a-化化相比具有更好的导电性和耐腐蚀性，所W常用的二氧化铅电极是0-化化电极。 0-饥化电极常用的制备方法是电沉积法，即在基体比如Ti ,Al上锻上一层饥化。但是此方法 制备的电极由于锻层易脱落，所W使用寿命较短，电化学性质不稳定。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种碳化棚/石墨共渗杂二氧化 铅塑片电极的制备方法，所述的运种碳化棚/石墨共渗杂二氧化铅塑片电极的制备方法要 解决现有技术中的二氧化铅电极锻层易脱落，耐腐蚀性差，工艺复杂，不易控制的技术问 题。
[0004] 本发明提供了一种碳化棚/石墨共渗杂二氧化铅塑片电极的制备方法，包括如下 步骤：
[0005] 1) -个制备0-饥化粉末的步骤;称取醋酸铅溶于水中，用质量百分比浓度为40~ 60 %的NaO田容液调节醋酸铅溶液抑值为9.0-10.0，然后加入NaClO并揽拌均匀，在70~95°C 恒溫条件反应3~化，将得到的反应液经过滤、洗涂、干燥，即得栋色(6-饥化粉末;上述醋酸 铅、水和NaQO的物料比为lg:2ml:8ml;
[0006] 2)将步骤（1)制得的(6-化化与碳化棚/石墨的混合物混合均匀，再加入质量百分比 浓度为50~70%聚四氣乙締乳液揽拌均匀，然后在溫度为60°C-9(rC下烘干，烘干后所得的 混合物装入模具中，在压力为25~35MP下保持2~5min进行高压压制，即得碳化棚/石墨共 渗杂二氧化铅塑片电极；
[0007] 上述所用的e-饥化粉末、碳化棚/石墨的混合粉体和聚四氣乙締乳液的量，按质量 百分比计算如下：
[000引 e-Pb02 粉末 40-70%;
[0009] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液25% ;
[0010] 碳化棚/石墨的混合粉体 5-35%;
[0011] 上述碳化棚/石墨混合粉体中，按质量比计算，碳化棚/石墨为1:1。
[0012] 进一步的，在步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和的聚 四氣乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0013] e-Pb〇2 粉末 70%;
[0014] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液25% ;
[0015] 碳化棚/石墨的混合粉体 5%。
[0016] 进一步的，在步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四 氣乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0017] e-Pb〇2 粉末 65%;
[0018] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液25% ;
[0019] 碳化棚/石墨的混合粉体 10%。
[0020] 进一步的，在步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四 氣乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0021] e-Pb〇2 粉末 50 ~70 %;
[0022] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液 25% ;
[0023] 碳化棚/石墨的混合粉体 15%。
[0024] 进一步的，在步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四 氣乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0025] e-Pb〇2 粉末 55%;
[00%]质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液 25% ;
[0027] 碳化棚/石墨的混合粉体 20%。
[0028] 进一步的，步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四氣 乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0029] e-Pb〇2 粉末 50%;
[0030] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液 25% ;
[0031] 碳化棚/石墨的混合粉体 25%。
[0032] 进一步的，步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四氣 乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0033] e-Pb〇2 粉末 45%;
[0034] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液 25% ;
[0035] 碳化棚/石墨的混合粉体 30%。
[0036] 进一步的，步骤（2)中所用的P-Pb化粉末、碳化棚/石墨组成的混合粉体和聚四氣 乙締乳液的量，按质量百分比计算如下：
[0037] e-Pb〇2 粉末 40%;
[0038] 质量百分比浓度为50~70%的聚四氣乙締乳液 25% ;
[0039] 碳化棚/石墨的混合粉体 35%。
[0040] 本发明还提供了上述任一种制备方法所得的一种碳化棚/石墨共渗杂二氧化铅塑 片电极。
[0041] 具体的，所述的模具为圆片状或者长条状模具，因此，得到的碳化棚/石墨共渗杂 二氧化铅塑片电极为圆片状或长条状。
[0042] 本发明We-Pb化粉末为主要原料，渗杂碳化棚/石墨（质量比为1:1)，然后加入聚 四氣乙締乳液混合均匀，烘干后装入模具，高压压制得到塑片二氧化铅电极。本发明由于制 备过程中加入聚四氣乙締乳液，粉末混合时发生团聚，塑片后易于表面形成孔隙，增大电极 的表面积，提高电极的降解效果;与传统的电沉积法相比，其操作简单、工艺条件简单、易于 控制而且从根本上避免了锻层易脱落的问题。本发明由于制备过程中加入碳化棚，从而增 强了电极电催化氧能力，吸附作用及硬度，从而提高了污染物在电极表面的吸附转化作用。 本发明由于石墨的渗杂，有效提高了电极的导电性，进而提高了电催化效率。为了增强此电 极对污染物的降解能力，本发明渗杂了具有金属光泽的碳化棚和良好导电性的石墨，从根 本上解决了电极不稳定，寿命短等问题。
[0043] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明解决了锻层易脱落的问题， 通过本发明的方法制备的无基体塑片二氧化铅电极，耐腐蚀性良好，机械强度高，具有良好 的导电性，提高了电极催化活性。W自制的碳化棚/石墨改性二氧化铅电极做阳极处理偶氮 染料染料废水时，脱色效果好于纯e-pb化电极。而且制备工艺操作简单，成本低，反应条件 易于控制，使用寿命长，成本低。
【附图说明】
[0044] 图1是实施例1所得的e-Pb〇2粉末的XRD图谱及其标准图谱。
[0045] 图2是对照实施例1所得的纯P-Pb化电极的循环伏安曲线与实施例1所得的碳化 棚/石墨共渗杂新型二氧化铅塑片电极的循环伏安曲线。
[0046] 图3显示了实施例1、对照实施例1，实施例2-所得的各电极对lOOmg/L的活性艳红 的降解效果。
【具体实施方式】
[0047] 下面通过具体实例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0048] 本发明各实施例中所用的原料，除下述特别说明之外，其他均为市售：
[0049] 质量百分比浓度为60%的聚四氣乙締乳液，型号：日本大金，供货地区:北美洲。
[0050] 本发明各实施例中所用的圆片状模具(BM-25压片模具，天津博君科技有限公司）， 外形尺寸：4 60 X 75mm;压片直径:25mm;可压厚度:<5mm;最大压力:<15t。
[0051 ]长条状模具(不开瓣方形模具，天津博君科技有限公司），外形尺寸：d) 80 X 75mm; 压片面积：1。111乂3(3111;可压厚度:<5111111;最大压力：<151:。
[0052]应用实施例中对处理模拟的活性艳红X-3B废水定时取样，使用紫外-可见分光光 度计（北京普析TU-1900)于538皿处测定吸光度。根据Lambent-Beer定律，活性艳红X-3B废 水的脱色率计算公式：
[0化3]
[0化4] R-活性艳红X-3B的脱色率；
[0055] Co-电解前活性艳红X-3B废水的吸光度；
[0化6] Ct-电解后活性艳红X-3B废水的吸光度。
[0化7]实施例1
[0058] -种碳化棚/石墨共渗杂二氧化铅塑片电极的制备方法，具体包括如下步骤：
[0化9] (l)、e-Pb〇2粉末的制备
[0060]称取一定量的醋酸铅溶于水中，用质量浓度为50%的浓化OH调节溶液的pH值为 9.0-10.0，然后加入一定量的化ClO揽拌均匀，在90°C恒溫水浴锅中反应化，所得的反应液 经过滤，洗涂，干燥，即得栋色