钛基二氧化铅电极的制备及其应用

钛基二氧化铅电极的制备及其应用钛基二氧化铅电极的制备及其应用乔庆东*李琪于大勇梁红玉(抚顺石油学院应用化学系抚顺113001)关键词钛基二氧化铅电极,制备,电氧化反应,甲基吡啶中图分类号:O6461999-12-15收稿,2000-05-06修回辽宁省自然科学基金资助项目(962029)本院99届毕业生王萍,杨鹏,朱玉峰参加部分工作Ti基体PbO2是一种新型的不溶性金属氧化物阳极材料,由于它具有较好的导电性,且对强酸(H2SO4或HNO3)有较高的稳定性,其性能优于石墨及合金电极[1],目前已广泛应用于电化学氧化法合成中[2～5].但金属氧化物电极的制备工艺对电极的导电性及寿命有很大的影响,如PbO2电沉积在Pt、Ta、石墨、陶瓷上时,由于镀层存在空隙,镀层不均,附着力低,使其在电解氧化过程中变得十分不稳定[6,7].本文针对Ti基PbO2电极导电性和稳定性不高的问题,研究了制备Ti基PbO2电极的方法.在电解氧化合成4-吡啶甲酸的实验中,该电极表现出优良的导电性能和稳定的使用寿命.将8.3cm×3.2cm×0.10cm的Ti片机械抛光,用20%H2SO4在60℃下浸泡15min除去氧化层,在丙酮中用超声波清洗脱油污,用15%草酸溶液于80℃下浸泡3h,使之成为有均匀麻面的Ti基体.然后将一定量的SnCl4、Sb2O3用盐酸溶解,与丁醇配成混合溶液,用毛刷将其均匀地涂在Ti片上,放在马弗炉中于120～140℃干燥15min,再用毛刷涂上述混合溶液并再次干燥15min.反复3～5次后,在450～500℃焙烧1h.配制镀液700mL,其中含105gPb(NO3)2,35gCu(NO3)2·3H2O和0.28gNaF.在3.00和1.50A的电流下分别进行阳极沉积0.4和3.6h.电镀过程中,加入PbCO3以保持镀液pH=1～2.镀完后,用蒸馏水冲洗,晾干,称重,备用.在H型电解槽中,分别加入阳极液170mL(25%H2SO4和7%4-甲基吡啶)和阴极液170mL(25%H2SO4).以Cu为阴极,Ti基PbO2为阳极,在1.86A下电解10h.反应完成后,对4-吡啶甲酸进行提纯和精制,用20%NaOH中和至pH=3.6,即有大量产品析出.经过滤,洗涤,烘干,测定产品纯度和反应的转化率及电流效率.所用仪器有SQ-10型计量电源(浙江三强科技工业公司),HDV-7C型恒电位