本發(fā)明涉及一種電極的制備方法。

背景技術(shù)：

鹵代有機(jī)物種類繁多，應(yīng)用廣泛，導(dǎo)致大量的鹵代有機(jī)物排放到水環(huán)境中。多數(shù)鹵代有機(jī)物毒性強(qiáng)，許多化合物有“三致”效應(yīng)。且在食物鏈中積累，甚至能對人類的內(nèi)分泌系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響和危害。因此對控制水中鹵代有機(jī)物污染，迫在眉睫。近些年，電催化還原脫鹵技術(shù)備受關(guān)注。此方法反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)易于控制，脫鹵效率高，且對環(huán)境污染小，有良好的應(yīng)用前景。

電催化還原脫鹵方法處理鹵代有機(jī)物廢水，高效穩(wěn)定的電極是最關(guān)鍵的。目前本領(lǐng)域遇到的技術(shù)難題是電極上催化劑的分散性差，導(dǎo)致效率難以提高，因此，解決本技術(shù)難題對于廢水處理是非常重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電極上催化劑鈀分散性差的技術(shù)問題，提供了一種對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法。

對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法如下：

一、對甲苯磺酸的苯胺溶液的配制：

將對甲苯磺酸與苯胺的摩爾比按照2∶1～2.5∶1的比例混合，得到對甲苯磺酸的苯胺溶液；

二、對甲苯磺酸摻雜的聚苯胺層的制備：

以經(jīng)過預(yù)處理的泡沫鎳基體為陽極、鉑片為陰極，在對甲苯磺酸的苯胺溶液中在恒電流20-30mA、聚合溫度為0℃的條件下聚合15min～25min，得到PANI_(PTS)/Ni電極；

三、將鹵化鈀與鹵化鈉按照1∶3的摩爾比加入到去離子水中，磁力攪拌8～10小時，制成混合溶液，混合溶液中鹵化鈀的濃度為0.9mmol/L～1.1mmol/L；

四、以PANI_(PTS)/Ni電極為陰極、鉑片為陽極，在電流密度為0.8mA/cm²～1.1mA/cm²、沉積溫度為36℃～45℃的條件下沉積100min～130min，得到對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的鈀修飾電極。

本發(fā)明應(yīng)用的中等離子半徑的有機(jī)酸根離子摻雜到聚苯胺中，可以使聚苯胺層具有良好的形貌，較高的比表面積，為催化劑鈀提供良好生長環(huán)境，使得催化劑鈀分散均勻，進(jìn)而提高催化效果。

本發(fā)明將一層苯胺聚合在泡沫鎳上，聚苯胺呈網(wǎng)狀形貌，控制好苯胺聚合條件，保證聚 苯胺具有良好的導(dǎo)電性和高比表面積，對甲苯磺酸摻雜的聚苯胺比無機(jī)離子摻雜的聚苯胺導(dǎo)電性好，從而為電催化過程中電流效率的提高提供了良好的條件。

本發(fā)明制備聚苯胺時采用的是低溫條件下恒電流聚合方法，這種方法為聚苯胺的導(dǎo)電性乃至電極整體的導(dǎo)電性提供了保證，進(jìn)而使得電催化還原脫鹵性能大大提高。

本發(fā)明采用以泡沫鎳為基體，在恒電流聚合形成的聚苯胺層上，恒電流負(fù)載催化劑鈀金屬，形成的Pd/PANI_(PTS)/Ni電極，提高了電極的電催化還原脫鹵性能。

附圖說明

圖1是實(shí)驗(yàn)一制備的以泡沫鎳為基體的對甲苯磺酸摻雜聚苯胺層的100000倍的電子顯微鏡圖；

圖2是實(shí)驗(yàn)一制備的對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極放大10000倍的電子顯微鏡圖；

圖3是實(shí)驗(yàn)一制備的對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極放大100000倍的電子顯微鏡圖；

圖4是實(shí)驗(yàn)一制備的對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極上鈀顆粒的透射電鏡及選區(qū)電子衍射圖

圖5是實(shí)驗(yàn)二制備的Pd/Ni電極放大5000倍的電子顯微鏡圖；

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法如下：

一、對甲苯磺酸的苯胺溶液的配制：

將對甲苯磺酸與苯胺的摩爾比按照2∶1～2.5∶1的比例混合，得到對甲苯磺酸的苯胺溶液；

二、對甲苯磺酸摻雜的聚苯胺層的制備：

以經(jīng)過預(yù)處理的泡沫鎳基體為陽極、鉑片為陰極，在對甲苯磺酸的苯胺溶液中在恒電流20-30mA、聚合溫度為0℃的條件下聚合15min～25min，得到PANI_(PTS)/Ni電極；

三、將鹵化鈀與鹵化鈉按照1∶3的摩爾比加入到去離子水中，磁力攪拌8～10小時，制成混合溶液，混合溶液中鹵化鈀的濃度為0.9mmol/L～1.1mmol/L；

四、以PANI_(PTS)/Ni電極為陰極、鉑片為陽極，在電流密度為0.8mA/cm²～1.1mA/cm²、沉積溫度為36℃～45℃的條件下沉積100min～130min，得到對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的鈀修飾電極。

本實(shí)施方式步驟一中所述的苯胺為市售的苯胺經(jīng)二次減壓蒸餾，然后將蒸餾后的苯胺裝入棕色瓶中，并在瓶中通入氮?dú)夂竺芊?，在恒?℃的條件下保持備用。

2、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟一中對甲苯磺酸與苯胺的摩爾比為2∶1。

3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟二中恒電流為24mA。

4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟二中聚合時間為20min。

5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟三混合溶液中鹵化鈀的濃度為1mmol/L。

6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟四中電流密度為1mA/cm²。

7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟四中沉積溫度為40℃。

8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法，其特征在于步驟四中沉積時間為120min。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是步驟一中對甲苯磺酸與苯胺的摩爾比為2∶1。其它與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是步驟二中恒電流為24mA。其它與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是步驟二中聚合時間為20min。其它與具體實(shí)施方式一至三之一相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是步驟三混合溶液中鹵化鈀的濃度為1mmol/L。其它與具體實(shí)施方式一至四之一相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是步驟四中電流密度為1mA/cm²。其它與具體實(shí)施方式一至五之一相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是步驟四中沉積溫度為40℃。其它與具體實(shí)施方式一至六之一相同。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是步驟四中沉積時間為120min。其它與具體實(shí)施方式一至七之一相同。

采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果：

實(shí)驗(yàn)一：

對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極的制備方法如下：

一、對甲苯磺酸的苯胺溶液的配制：

將對甲苯磺酸與苯胺的摩爾比按照2∶1的比例混合，得到對甲苯磺酸的苯胺溶液；

二、對甲苯磺酸摻雜的聚苯胺層的制備：

以經(jīng)過預(yù)處理的泡沫鎳基體為陽極、鉑片為陰極，在對甲苯磺酸的苯胺溶液中在恒流為24mA、聚合溫度為0℃的條件下聚合20min，得到PANI_(PTS)/Ni電極；

三、將鹵化鈀與鹵化鈉按照1∶3的摩爾比加入到去離子水中，磁力攪拌8小時，制成混合溶液，混合溶液中鹵化鈀的濃度為1mmol/L；

四、以PANI_(PTS)/Ni電極為陰極、鉑片為陽極，在電流密度為1mA/cm²、沉積溫度為40℃的條件下沉積120min，得到對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極。

采用本實(shí)驗(yàn)制備的對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極用于水處理條件(脫鹵實(shí)驗(yàn))如下：

脫鹵反應(yīng)在H型電解槽中進(jìn)行，陰極(對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極)室和陽極(鉑片)室中間用陽離子交換膜分開，陰極液為50mL以NaSO4為電解質(zhì)的2，4-二鹵苯酚溶液(2，4-DCP)，2，4-DCP溶液中NaSO4摩爾濃度為0.05mol/L，NaSO4溶液中NaSO4摩爾濃度為0.5mmol/L，陽極液為50mL 0.05mol/L NaSO4溶液。

脫鹵條件為：恒溫40℃，恒定電流密度0.833mA/cm²，電解時間為120min，2，4-二鹵苯酚去除率為89.1％。

實(shí)驗(yàn)二：

Pd/Ni電極的制備方法如下：

一、將鹵化鈀與鹵化鈉按照1∶3的摩爾比加入到去離子水中，磁力攪拌8小時，制成混合溶液，混合溶液中鹵化鈀的濃度為1mmol/L；二、以預(yù)處理后的泡沫鎳基體為陰極、鉑片為陽極，在電流密度為1mA/cm²、沉積溫度為40℃的條件下沉積120min，得到Pd/Ni電極。

采用本實(shí)驗(yàn)制備的電極用于水處理條件(脫鹵實(shí)驗(yàn))如下：

脫鹵反應(yīng)在H型電解槽中進(jìn)行，陰極(對甲苯磺酸摻雜聚苯胺為基體的載鈀電極)室和陽極(鉑片)室中間用陽離子交換膜分開，陰極液為50mL以NaSO4為電解質(zhì)的2，4-二鹵苯酚溶液(2，4-DCP)，2，4-DCP溶液中NaSO4摩爾濃度為0.05mol/L，NaSO4溶液中NaSO4摩爾濃度為0.5mmol/L，陽極液為50mL 0.05mol/LNaSO4溶液。

脫鹵條件為：恒溫40℃，恒定電流密度0.833mA/cm²，電解時間為120min，2，4-二鹵苯酚去除率為71.1％。