新型钛基二氧化铅电极的钛基体和底层

　　为了提高二氧化铅电极的坚固性、导电性和耐蚀性，研究人员开发了新型二氧化铅电极。与旧式二氧化铅电极相比较，新型二氧化铅电极主要在电极底层、表面层进行了进一步的改进，并增设了中间层。新型二氧化铅电极由钛基体、底层、中间层以及表面层组成。

　　A 钛基体

　　钛基体可使用钛板和钛网，以使用钛网较好。

　　钛网坚韧、质量小、耐蚀性好。使用钛网好处是，电极质量减小，单位质量约9kg/㎡，为旧式电极的 1/10，可使电极轻化；与电沉积层结合牢固；电解溶液能很好地循环流通，可提高电流效率；在高电流密度下使用可有效地防止电极过热，能在ia=100A/dm2下使用。

　　钛网的钛丝粗 1 ~ 1.5mm，菱形网目尺寸 7mm×14mm、16mm ×32mm、9mm×19mm。

　　B 底层

　　改善二氧化铅镀层和钛基体之间的结合性能，可使用下述方法：涂敷含铂和氧化钯底层、在钛基体上镀银或镀铅银合金、涂敷由锡锑化合物形成的半导体底层、涂敷钛钽复合氧化物。

　　（1）为了保护钛基体和改善与表面层的结合性能，在钛基体上涂敷含铂和氧化钯底层。由于铂和氧化钯具有足够高的氧过电位，所以可将铂和氧化钯作底层。除了铂和钯之外的铂族金属，如钉、铱和铑等铂族金属虽然具有良好的导电性，但它们的氧过电位低于二氧化铅的氧过电位，因此不考虑使用。

　　虽然铂和氧化钯可取得良好效果，但和其他金属氧化物混合使用，可进一步改善和基体的结合性能，并可减少铂族金属的使用量。可采用氧化钛、掺杂氧化钽的氧化钛、氧化锡等。

　　底层厚度约 0.05 ~3μm，如果底层厚度小于 0.05μm，则基体得不到充分的覆盖；底层厚度超过 3μm，则会增大电阻。

　　(2）钛基体上镀银。钛容易氧化，在表面生成氧化薄膜，因而降低基体的导电性，采用基体上镀银的方法来提高电极导电性。一般镀银层厚20μm 就可消除钛和 PbO2镀层间很大的接触电阻（R），并可提高电极导电性 7～15 倍，增强 PhO2与基体结合的牢固度。

　　钛和 Pbo2层之间的接触电阻较大，α-PbO2、B-PbO2都有(0.3 -5)×10*4cm2范围。电镀银层后，Rc等于零。

　　镀银条件：AgCN 30g/L、KCN 48.5g/L，K2CO3 31g/L，25℃，阴极电流密度（i）为1A/dm2，时间为30min，镀层厚吐约20μm。

　　但如果二氧化铅镀层中存在贯穿镀层的针孔，银镀层会发阳极溶解，使电阻增大，二氧化铅镀层会从基体上剥落下来。

　　(3）钛基体上镀铅银合金。用铅银合金代替银镀层，既像持导电性好、质量轻、价格便宜的优点，又提高了电极耐腐性性，还可节省价格较贵的银的使用量，显著降低电极价格。

　　钛基体电镀铅银合金，如果合金中含银量大，则和 PbO2层接触电阻值低；如果含铅量大，则耐腐蚀性能好。11%银铅合金较为合适，基体和二氧化铅镀层接触电阻值为1～ 12Q，在1.65mol/L H2S04，i.=5Adm'，45℃条件下进行电解，腐蚀適度为2.3mg/(A·h)。用含银量11%的铅合金代替银镀层，尽管电极电阻稍微增大，但耐蚀性大大增强，寿命为镀银层 PbO2电极的 13 倍。

　　电镀 11%银铅合金的厚度为 20μm，11%银铅合金板本身电阻率是 20μQ·cm，是纯银板的 10 倍。

　　(4）涂敷锡锑氧化物。锡锑氧化物底层涂液是由四氯化鍋三氯化锑、盐酸以及正丁醇组成的溶液，用毛笔将此溶液均匀地涂刷在钛基体表面上，红外灯下烘干，高温下热分解，便生成均勻致密的锡銻氧化物层。

　　Ti/SnSbo /β-PhO2电极在 20% Na2S04溶液中在高电流密度（30Adm’）通电 3000h，电极仍基本完好，这种有底层的电极的寿命比一般的钛基二氧化铅电极（在同样条件下，寿命 200～500h）长5 ～10 倍。Ti/SnSbO2/β-PbO2电极在阳极极化过程中不再发生镀层剥落，而代之以 β-PbO2的均匀腐蚀。

　　(5)涂敷钛钽复合氧化物。为了防止基体钝化，保持基体与二氧化铅镀层的导电性，用热分解法在基体上涂敷钛钽复合氧化物。

　　涂敷底层实例：在基体上涂敷五氯化钽和四氯化钛的盐酸水溶液，每种成分浓度 0.13mol/L，干燥后，在 520℃空气中加热 10min，制得由氧化钽和氧化钛（金属摩尔比为 1/2）组成的混合氧化物。

　　钛钽复合氧化物底层具有导电性、耐蚀性好、电化学活性小的特性，在旧式二氧化铅电极铂底层发生氧反应的电位值时，钛钽复合氧化物底层也不会产生放氧反应，底层几乎没有催化活性。因此，电解过程中即使露出底层，其露出部分只会钝化，不会发生电解反应，就不存在由此而引起镀层剥落的问题。

　　钛钽复合氧化物底层的电阻率是10/-2~10/-3·cm。