一种TiO₂纳米管阵列负载含钌涂层催化剂的制备方法

摘要

本发明提供一种TiO₂纳米管阵列负载含钌涂层催化剂的制备方法，属于氯碱工业技术领域。本发明首先采用阳极氧化法在Ti基底上形成有序TiO₂纳米管阵列，增加载体的比表面积，减少电荷在电极材料中的传输路径，提高阳极涂层的催化性能，降低氯氧电位差；然后通过烧结方法将离子半径与RuO₂相近的钛锡锑氧化物掺杂到RuO₂涂层中，利用钌钛锡锑固溶体氧化物与基底间的强相互作用，提高电极的稳定性。本发明方法简单易行，操作安全，生产成本低廉，且制备的阳极涂层催化剂具有更好的抑制析氧、促进析氯反应的电催化活性，可以在氯碱工业领域中得到广泛应用。

主权项

一种TiO₂纳米管阵列负载含钌涂层催化剂的制备方法，其具体方法步骤包括(1)、TiO₂纳米管阵列的制备先将Ti片表面的氧化物通过机械打磨除去，然后依次在丙酮和乙醇中分别超声15分钟，再用化学抛光液处理30秒，其中抛光液为浓硝酸和氢氟酸的混合水溶液，体积比为HF︰HNO₃︰H₂O＝1︰4︰5，最后用超纯水冲洗干净待用；采用两电极体系，以Ni片为对电极，Ti片为工作电极，质量分数为0.5％的氢氟酸水溶液为电解质溶液，室温条件下，在工作电极和对电极间施加20V的电压处理40分钟，用超纯水冲洗干净，烘干，制得TiO₂纳米管阵列，TiO₂纳米管阵列并未进行高温退火预处理，因此是以无定形形式存在；其特征在于：(2)、涂液配制以体积比为1︰1的异丙醇和乙醇混合溶液为溶剂配制涂液，其中三氯化钌的摩尔浓度为0.10～0.30mol/L，钛酸正四丁酯的摩尔浓度为0～0.30mol/L，四氯化锡的摩尔浓度为0～0.30mol/L，三氯化锑的摩尔浓度为0～0.04mol/L；(3)含钌涂层催化电极的制备按每平方厘米TiO₂纳米管阵列0.05～0.2毫升量取步骤(2)配制的涂液，分10～20次涂覆在步骤(1)制备的TiO₂纳米管阵列上，其中第1次到第9～19次，在每次涂覆后均先在红外灯下烘干，然后转入马弗炉中400～500℃热氧化10～15分钟，最后一次烘干后在400～500℃下保温1～2小时，随炉温冷却至室温，制得含钌涂层催化剂。