一种长寿命阳极电极材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种长寿命阳极电极材料及其制备方法 (Long-life anode electrode material and preparation method thereof ) 是由 李想 刘长影 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种长寿命阳极电极材料及其制备方法,涉及新材料、新能源、环保领域,特别是环保行业中电氧化降解污染物、电驱动膜耐污染电极以及电解水制氢,氢燃料电池电极技术领域。主要采用的技术方案为：一种阳极电极材料包括金属基体、过渡层和贵金属功能涂层。其中,过渡层沉积在基体上；贵金属功能涂层沉积在过渡层上；过渡层材料为耐腐蚀、耐高电位的金属氧化物；贵金属功能涂层为钌、铱、铂、金、银中的一种或几种金属,贵金属涂层中还掺杂一定量的锡、锑、铅、锰、镍、硅、钴、锌中的一种或几种非贵金属。本发明主要是提高电极涂层与金属基体的结合力,降低贵金属含量,提高电极效率,延长电极寿命。(The invention provides a long-life anode electrode material and a preparation method thereof, and relates to the fields of new materials, new energy and environmental protection, in particular to the technical fields of electrooxidation degradation pollutants, electrically-driven membrane pollution-resistant electrodes, hydrogen production by electrolyzing water and hydrogen fuel cell electrodes in the environmental protection industry. The main technical scheme adopted is as follows: an anode electrode material comprises a metal substrate, a transition layer and a noble metal functional coating. Wherein the transition layer is deposited on the substrate; the noble metal functional coating is deposited on the transition layer; the transition layer is made of metal oxide with corrosion resistance and high potential resistance; the noble metal functional coating is one or more metals of ruthenium, iridium, platinum, gold and silver, and a certain amount of non-noble metal(s) of tin, antimony, lead, manganese, nickel, silicon, cobalt and zinc is also doped in the noble metal coating. The invention mainly improves the binding force between the electrode coating and the metal substrate, reduces the content of noble metal, improves the electrode efficiency and prolongs the electrode service life.)
技术领域
本发明涉及新材料、能源、环保技术领域，涉及一种长寿命阳极电极材料及其制备方法，特别是涉及环保领域电氧化涂层电极、电驱动膜中耐污染涂层电极和燃料电池、电解水制氢领域金属双极板、扩散层涂层制备方法。
背景技术
印染、制药、石油炼化、煤化工等行业涉及大量的有机难降解废水，由于大分子有机物含量高、成分复杂，生化降解困难，成为一大行业难题。电氧化技术作为一种有潜力的高级氧化技术，具有设备简单、无差别氧化、无污染物排放、能耗低等优点，成为一种有巨大市场需求的环保技术。电极作为电化学技术的核心，影响电极寿命和成本，现有的电氧化电极包括二氧化铅电极、BDD电极、氧化钌铱电极、铂电极等。目前市场上电极普遍存在寿命短、成本高，处理效果差等问题。
具体到电解水制氢和氢燃料电池行业，双极板材料成本占整个设备成本的25%-35%，使用较多的材料为石墨板、钛金属板等材质，价格高昂，机械加工性能差。于是研究人员将研究方向转向市场使用量大，价格低廉，机械加工、韧性、强度好的不锈钢材料。但是由于燃料电池和电解水制氢设备运行条件苛刻，不锈钢接触电阻高，运行中会发生严重腐蚀问题。当前对不锈钢材料进行修饰的方法包括热处理、表面镀金银、碳膜、聚苯胺、渗氮等工艺，但上述工艺都比较复杂，批量化生产困难，不能很好的兼顾接触电阻和腐蚀电位的要求。
为了提高废水废盐资源化利用，在废水零排放中，废水工艺中产生的浓盐水（盐含量＞5%），常用于电驱动膜极液中，起到导电作用，但是废水中产生的含盐废水通常含有一定量的有机污染因子，在实际的应用中，电驱动膜的电极污染，电压升高，电驱动膜能耗升高，效率降低，严重影响电驱动膜的寿命，因此用于电氧化的电极用于电驱动的电极，能有效解决废水工艺中产生的废盐水作为极液对电驱动膜电极的损害，并且可以实现在电驱动膜工作的同时，去除极液盐水中的有机污染物，达到资源化应用，降低能耗的目的。
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