一种水处理用阳极板的制备方法与流程

文档序号:24624021发布日期:2021-04-09 20:30阅读:92来源:国知局

本发明涉及电化学处理技术领域,尤其涉及一种水处理用阳极板的制备方法。



背景技术:

随着工业发展和国家环保局对污水排放标准一步步提高,沿用了许多年传统的"一级处理"及"二级处理"水处理工艺技术和设备,已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的处理要求,而且处理工艺流程长,系统庞大,而且还散发大量臭气。运营者要想达到最新排放标准,需要从新再投入高额的资金扩建原有污水处理系统,加大占地面积使用和高额的污水处理设备及高额后期维护费用,然而,传统的污水深度处理再生回用技术系统(如活性炭过滤、微孔过滤、渗透膜净化等技术系统)投资高、后期维护运行费用高,太多的运营者难以承受。

二氧化铅具有析氧电位高、稳定性好、导电性好、耐腐蚀、价格低廉等优点,很早就有人将其作为阳极应用于工业生产中。随着对二氧化铅电极的不断深入研究,为解决无基体二氧化铅电极存在的电极畸变大、机械加工等诸多问题,钛基二氧化铅电极得到了广泛应用。钛基二氧化铅电极具有导电性能好、易于加工、钛材热膨胀系数与二氧化铅接近等优点,但在使用过程中还是存在电流效率低和涂层易“钝化”使用寿命短的缺点。因此,通过在镀液中掺入少量添加剂的方法提高电极性能被广泛研究。

所以亟需一种阳极板的制备方法,既简单实用,又经济适用,能够满足工厂等用水机构日常使用。



技术实现要素:

为解决上述问题,特提出了一种水处理用阳极板的制备方法。

为了实现本发明的目的,采用的技术方案为:

一种水处理用阳极板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)钛基板前处理:对钛基板表面进行清洁、打磨、去油处理;

(2)将钙、铝、锶三种金属离子化合物置于柠檬酸溶液中充分反应,再加入乙二醇溶剂,将上述溶液置于超声波震荡仪中反应,之后涂覆于步骤(1)处理过的钛基板表面,在100-140℃下烘干10-20min再焙烧5-20min,反复5-7次,最后焙烧1-2h,得到带有钙铝锶氧化物底层的电极;

(3)以带有钙铝锶氧化物底层的电极作为阳极,钛板为阴极,在溶解有pbo2的氢氧化钠镀液中电沉积α-pbo2中间层;

(4)将pbcl2加入浓盐酸中至完全溶解,然后加入moo3或wo3和乙二醇溶剂,除去溶液的水分,得到氯化铅前驱体浓缩液,将该氯化铅前驱体浓缩液涂刷于经步骤(3)处理的电极层上,在100~120℃烘箱中干燥1~5min,再放入200~300℃的马弗炉中烧结5~10min;重复上述涂覆和烧结过程20~30次,最后一次烧结在350℃烧结1~2h,得到所述水处理用阳极板。

作为优选,上述步骤(4)所述的除去溶液水分的方法为真空加热蒸发,蒸发温度为90~120℃,蒸发时间1~4h。

作为优选,所述步骤(2)中超声震荡仪的频率设为1.7-2.4mhz。

作为优选,所述的铝的加入量按重量比为2-3%;钙的加入量按重量比为0.1-0.2%;锶的加入量按重量比为15-20%,余量为铅。

作为优选,所述前处理还包括酸刻蚀处理。

作为优选,步骤3)中电沉积α-pbo2中间层的沉积时间为1-2h,沉积温度为30-40℃,电沉积的电流密度为20ma/cm2,电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌,极板间距1.5-5cm。

本发明的有益效果在于:

本发明通过加入钙铝锶,在满足阳极板的日常使用的同时大大降低了生产成本;采用超声波震荡仪,能够在较低温的条件下充分完成反应。

具体实施方式

本发明的具体实施方式仅限于进一步解释和说明本发明,并不对本发明的内容构成限制。一种水处理用阳极板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)钛基板前处理:对钛基板表面进行清洁、打磨、去油处理;

(2)将钙、铝、锶三种金属离子化合物置于柠檬酸溶液中充分反应,再加入乙二醇溶剂,将上述溶液置于超声波震荡仪中反应,之后涂覆于步骤(1)处理过的钛基板表面,在100-140℃下烘干10-20min再焙烧5-20min,反复5-7次,最后焙烧1-2h,得到带有钙铝锶氧化物底层的电极;

(3)以带有钙铝锶氧化物底层的电极作为阳极,钛板为阴极,在溶解有pbo2的氢氧化钠镀液中电沉积α-pbo2中间层;

(4)将pbcl2加入浓盐酸中至完全溶解,然后加入moo3或wo3和乙二醇溶剂,除去溶液的水分,得到氯化铅前驱体浓缩液,将该氯化铅前驱体浓缩液涂刷于经步骤(3)处理的电极层上,在100~120℃烘箱中干燥1~5min,再放入200~300℃的马弗炉中烧结5~10min;重复上述涂覆和烧结过程20~30次,最后一次烧结在350℃烧结1~2h,得到所述水处理用阳极板。

作为优选,上述步骤(4)所述的除去溶液水分的方法为真空加热蒸发,蒸发温度为90~120℃,蒸发时间1~4h。

作为优选,所述步骤(2)中超声震荡仪的频率设为1.7-2.4mhz。

作为优选,所述的铝的加入量按重量比为2-3%;钙的加入量按重量比为0.1-0.2%;锶的加入量按重量比为15-20%,余量为铅。

作为优选,所述前处理还包括酸刻蚀处理。

作为优选,步骤3)中电沉积α-pbo2中间层的沉积时间为1-2h,沉积温度为30-40℃,电沉积的电流密度为20ma/cm2,电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌,极板间距1.5-5cm。

实施例1

(1)将钛基板前处理:对钛基板表面进行清洁、打磨、去油处理;

(2)将钙、铝、锶三种金属离子化合物置于柠檬酸溶液中充分反应,再加入乙二醇溶剂,将上述溶液置于超声波震荡仪中反应,之后涂覆于步骤(1)处理过的钛基板表面,在100℃下烘干20min再焙烧20min,反复5-7次,最后焙烧2h,得到带有钙铝锶氧化物底层的电极;

(3)以带有钙铝锶氧化物底层的电极作为阳极,钛板为阴极,在溶解有pbo2的氢氧化钠镀液中电沉积α-pbo2中间层;

(4)将pbcl2加入浓盐酸中至完全溶解,然后加入moo3或wo3和乙二醇溶剂,除去溶液的水分,得到氯化铅前驱体浓缩液,将该氯化铅前驱体浓缩液涂刷于经步骤(3)处理的电极层上,在100℃烘箱中干燥5min,再放入200℃的马弗炉中烧结10min;重复上述涂覆和烧结过程30次,最后一次烧结在350℃烧结2h,得到所述水处理用阳极板。

上述步骤(4)所述的除去溶液水分的方法为真空加热蒸发,蒸发温度为90℃,蒸发时间4h。

所述步骤(2)中超声震荡仪的频率设为2.4mhz。

所述的铝的加入量按重量比为2%;钙的加入量按重量比为0.1%;锶的加入量按重量比为15%,余量为铅。

所述前处理还包括酸刻蚀处理。

步骤3)中电沉积α-pbo2中间层的沉积时间为1h,沉积温度为30-40℃,电沉积的电流密度为20ma/cm2,电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌,极板间距1.5-5cm。

实施例2:

(1)钛基板前处理:对钛基板表面进行清洁、打磨、去油处理;

(2)将钙、铝、锶三种金属离子化合物置于柠檬酸溶液中充分反应,再加入乙二醇溶剂,将上述溶液置于超声波震荡仪中反应,之后涂覆于步骤(1)处理过的钛基板表面,在120℃下烘干15min再焙烧10min,反复5-7次,最后焙烧1.5h,得到带有钙铝锶氧化物底层的电极;

(3)以带有钙铝锶氧化物底层的电极作为阳极,钛板为阴极,在溶解有pbo2的氢氧化钠镀液中电沉积α-pbo2中间层;

(4)将pbcl2加入浓盐酸中至完全溶解,然后加入moo3或wo3和乙二醇溶剂,除去溶液的水分,得到氯化铅前驱体浓缩液,将该氯化铅前驱体浓缩液涂刷于经步骤(3)处理的电极层上,在110℃烘箱中干燥3min,再放入150℃的马弗炉中烧结8min;重复上述涂覆和烧结过程25次,最后一次烧结在350℃烧结1.5h,得到所述水处理用阳极板。

上述步骤(4)所述的除去溶液水分的方法为真空加热蒸发,蒸发温度为110℃,蒸发时间2.5h。

所述步骤(2)中超声震荡仪的频率设为2mhz。

所述的铝的加入量按重量比为2.5%;钙的加入量按重量比为0.15%;锶的加入量按重量比为18%,余量为铅。

所述前处理还包括酸刻蚀处理。

步骤3)中电沉积α-pbo2中间层的沉积时间为1.5h,沉积温度为30-40℃,电沉积的电流密度为20ma/cm2,电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌,极板间距1.5-5cm。

实施例3:

(1)钛基板前处理:对钛基板表面进行清洁、打磨、去油处理;

(2)将钙、铝、锶三种金属离子化合物置于柠檬酸溶液中充分反应,再加入乙二醇溶剂,将上述溶液置于超声波震荡仪中反应,之后涂覆于步骤(1)处理过的钛基板表面,在140℃下烘干10min再焙烧5min,反复5次,最后焙烧1-2h,得到带有钙铝锶氧化物底层的电极;

(3)以带有钙铝锶氧化物底层的电极作为阳极,钛板为阴极,在溶解有pbo2的氢氧化钠镀液中电沉积α-pbo2中间层;

(4)将pbcl2加入浓盐酸中至完全溶解,然后加入moo3或wo3和乙二醇溶剂,除去溶液的水分,得到氯化铅前驱体浓缩液,将该氯化铅前驱体浓缩液涂刷于经步骤(3)处理的电极层上,在120℃烘箱中干燥1min,再放入300℃的马弗炉中烧结5min;重复上述涂覆和烧结过程20次,最后一次烧结在350℃烧结1h,得到所述水处理用阳极板。

上述步骤(4)所述的除去溶液水分的方法为真空加热蒸发,蒸发温度为120℃,蒸发时间1h。

所述步骤(2)中超声震荡仪的频率设为1.7mhz。

所述的铝的加入量按重量比为3%;钙的加入量按重量比为0.2%;锶的加入量按重量比为20%,余量为铅。

所述前处理还包括酸刻蚀处理。

步骤3)中电沉积α-pbo2中间层的沉积时间为2h,沉积温度为40℃,电沉积的电流密度为20ma/cm2,电沉积过程中以约300-500转/分钟速度搅拌,极板间距1.5-5cm。

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