一种锰电积用Pb基赝形稳阳极的制备及活化再生方法

技术特征：
1.一种锰电积用pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述阳极由内到外依次为pb合金基底、硬质导电陶瓷中间层和析氧催化涂层；所述pb基赝形稳阳极采用如下方法制备：包括以下步骤：(1)pb合金基底的制备；(2)pb合金基底与硬质导电陶瓷中间层进行复合；(3)在上述复合材料表面沉积mno2阳极催化膜层；(4)将上述阳极催化膜层进行激活。2.根据权利要求1所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述pb合金基底中的合金元素选自ag、co、fe、ni、la、ce、ca、sn、sb、sr、as中的一种或多种；所述硬质导电陶瓷中间层选自tib2、ti2o3、ti3o5、ti4o7、ti5o9、tic、wc、sic中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述析氧催化涂层为电渗透原位合成的mno
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@活性元素(1.5<x<2)，所述活性元素为pb合金基底中包含的ag、co、fe、ni、la、ce、ca、sn、sb、sr、as中的一种或多种元素。4.根据权利要求1-3任一项所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述pb合金基底的制备包括如下步骤：pb合金基底可通过熔炼或真空熔炼-铸造成型-表面处理或通过粉末混合-热压成型-烧结定形后制成pb合金基底；通过表面处理去除基底的氧化膜层并打磨抛光至镜面。5.根据权利要求1-3任一项所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述pb合金基底与中间层的复合方法包括：通过等离子喷涂法、激光熔覆法、磁控溅射法或化学气相沉积法中的任意一种方法实现基底和硬质导电陶瓷中间层的高强低阻结合。6.根据权利要求1-3任一项所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：所述mno2膜层的制备方法包括：所述pb合金基底/硬质导电陶瓷中间层复合材料表面负载mno2膜层的方式为电沉积法或水热法。7.根据权利要求6所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：当所述制备方式为电沉积法时，将步骤(3)所述复合材料的表面浸入含mn
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离子盐溶液中，通过恒电流法、循环伏安法、脉冲法或阶跃电位中的一种，沉积出致密均一的膜层；当所述制备方式为水热法时，将步骤(3)所述复合材料的表面涂覆含mn
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离子盐溶液中，于100～300℃的高温条件下，在电极表面沉积致密的膜层，重复水热次数调节膜层的厚度。8.根据权利要求1-3任一项所述的pb基赝形稳阳极，其特征在于：步骤(4)所述的激活方法包括：将步骤(3)得到的电极置于包含硫酸根离子的电解液中，施加恒定或阶跃电位至1.5～2.0v(vs.sce)后极化1～2h；当阳极的表观电流密度稳定后，得到稳定的pb基赝形稳阳极。9.一种锰电积用pb基赝形稳阳极活化再生方法，其特征在于：将长周期服役后的权利要求1-8任一项所述的pb基赝形稳阳极置于包含硫酸和添加剂的电解液中，通过施加-0.35～0.8v(vs.sce)的恒定电位将部分无活性的mno2还原为mno
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；所述的电解液体系为：h2so4为10～80g/l，mn(no3)2为1～20g/l，(nh4)2so4为10～150g/l。10.一种pb基赝形稳阳极在锰电积中的应用，其特征在于：所述pb基赝形稳阳极选自权
利要求1-8任一项所述的pb基赝形稳阳极或者权利要求9所述活化再生方法制备得到的pb基赝形稳阳极。

技术总结
本发明公开了一种锰电积用Pb基赝形稳阳极的制备及活化再生方法。所述阳极由Pb合金基底负载硬质导电陶瓷中间层后与催化涂层复合而成。其中，高硬度中间层与Pb合金基底的相界面呈交错咬合式高强低阻结合，协同强化阳极的机械性能和耐腐蚀性。催化涂层具有丰富的电化学析氧活性位点，降低槽电压的同时抑制阳极渣的生成。所述阳极兼具传统Pb基阳极的长效稳定性和Ti基DSA阳极的形稳特性，从锰电解的源头屏蔽Pb的污染。所述活化再生技术可原位还原膜层中的惰性MnO2，恢复阳极的析氧效率。本发明的Pb基赝形稳阳极用于金属锰的湿法提取过程可大幅降低电解过程的消耗和副产物，并提高阴极电流效率。极电流效率。极电流效率。


技术研发人员：陈朝轶 杨凡 李军旗 兰苑培 王林珠
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/29