一种有色金属电积用复合电极板及其制备方法与流程

本发明涉及一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板及其制备方法，属于电极材料制备技术和湿法冶金领域。

背景技术：

在现今的有色金属行业中，随着金属矿石品质的不断降低，湿法冶金正以其独特的优势成为有色金属提取的主要方式之一。但是，湿法冶金自身也存在着对能源、环境和资源的大量消耗，因此备受各方面所重视。就目前而言，大约有20-30种金属的工业化大规模提炼以及生产均是以湿法冶金的电化学过程为主，而作为湿法冶金工业电化学体系中“心脏”器官的电极材料，其选择和制备一直是实现工业化生产的瓶颈问题所在。

就目前研究现状来看，虽然传统pb基合金和ti基氧化物涂层电极占据着主导地位，但是新型电极材料也备受人们广泛关注。其中，金属al因其质量轻、导电好、无毒和无污染等特性，受到了研究者们的广泛关注。目前，al基电极主要应用于污水处理、有机物降解等领域，而在湿法冶金领域应用较少。其主要因为在电沉积过程中，al板表面易形成氧化物绝缘层且al基体自身因耐蚀性差而造成极板失效等问题，因此，如何进一步的提升al基电极的性能，就需从既不会降低基体导电性，也可以保护al基体不被电解液侵蚀入手。

tib2具有耐蚀强、导电好等优点，但它属硬脆相、难成形，而ti4o7属于magneli相氧化钛物质，在室温下具有良好的导电性能，同时其本身就是一种极好的活性物质，且在高电流密度，高酸条件下不钝化不腐蚀而优于石墨和钛金属。pbo2催化活性高、且具有优异的导电性能，但其析氧电位较高。mno2有良好的析氧、析氯性能，但其缺点是强度低、寿命短。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，同时为弥补现有技术的不足，提出al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，以期实现各种材料性能的优势互补，从而使电极性能进一步改善，本发明电极板具有导电好、耐蚀强、成本低、材料表面电流分布均匀，电沉积产品的纯度高等优点，其使用方法和外形尺寸完全满足传统电极的工况要求，可用作有色金属电积用新型电极板。

本发明所述al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，主要是通过在al或其合金板材的外表面依次涂覆tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层和pbo2 mno2复合表面活性催化层得到。

所述al基内芯材料为纯al板材或al合金板材，厚度为3-5mm。

所述tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm。

所述pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本发明还提供所述有色金属电积用复合电极板的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)al基内芯材料预处理：对al基内芯材料表面进行去氧化膜、表面粗化处理；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比80-90:10-20进行混合，混合后采用轧制法或热喷涂法在步骤(1)预处理后的al基内芯上制备tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层，得到al/tib2 ti4o7层状复合板；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积法制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.02-0.06a/cm²，温度为40-60℃，时间为1-3h，电沉积液的ph值为1-2。

当步骤(2)采用轧制法制备tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层时，当步骤(2)采用轧制法制备tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层时，步骤(1)al基内芯材料的表面粗化处理方法是：将钢丝刷安装在钻床上，钢丝刷作用在al基内芯材料表面进行表面粗化处理；当步骤(2)采用热喷涂法制备tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层时，步骤(1)al基内芯材料的表面粗化处理方法是：进行喷砂表面粗化处理，喷砂所用刚玉砂的粒径为40-80目。

所述轧制法的具体步骤包括：将tib2 ti4o7混合粉末通过200目筛网均匀抖动铺撒在表面粗化处理后的al基内芯表面，撒粉厚度约为1mm，撒粉完成之后，带上隔热手套用尖嘴钳将样品平稳的放入高温电阻炉里面，加热到300-450℃保温30min，紧接着用尖嘴钳将样品取出趁热对其迅速进行轧制处理，轧制压下率为60％-80％，轧制完成后对样品进行冷却、清洗。

所述热喷涂法的具体步骤包括：先对tib2 ti4o7混合粉末进行球化处理，以提高粉末流动性和成分均匀性，紧接着进行热喷涂，在高温等离子焰流的作用下混合粉末呈熔融或半熔融态沉积在al基内芯表面，其热喷涂参数为：电流450-600a，送粉速度为20-35g/min，ar流量为100-120scf/h；所述球化处理是进行喷雾造粒处理，喷雾造粒后的粒径约为40-50μm。

所述电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为180-200g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为60-100g/l，电沉积液ph值通过hno3调节。

在本发明al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板中，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层既是al基内芯的防腐保护层和电子传输层，又是最外活性涂层的连结强化中间过渡层；pbo2与mno2都是非贵金属氧化物材料，其成本较低，且各自都有一定的优缺点；pbo2 mno2复合催化层的设计思想，是为了引发两种材料的协同作用，使其兼具两者的优点为一体，即析氧电位低、耐蚀性强、寿命长且电子传输性好，从而提高电极整体性能。

本发明制备所得到的al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板具有导电好、耐蚀强、成本低、材料表面电流分布均匀，电沉积产品的纯度高等优点，其使用方法和外形尺寸完全满足传统电极的工况要求，可用作有色金属电积用新型电极板。

本发明的有益效果：

(1)以导电好、耐蚀强的tib2、ti4o7导电陶瓷过渡层包覆al基内芯为基体材料，改变了传统湿法冶金过程中以pb基合金或ti基涂层阳极为基体电极的设计思想；在al基内芯耐蚀性提高的前提下，大大降低了传统电极板的重量和电阻率。

(2)传统pbo2电极虽具有较好的催化活性和导电性，但其析氧电位较高，因此能耗较大。而mno2电极有良好的析氧、析氯性能，但其缺点是强度低、寿命短，因此通过电沉积工艺将两者进行有效调配控制，引起不同组份之间的电子交换，从而引发协同作用，使电极性能得到进一步改善，尽管当前耐酸型金属氧化物涂层电极材料的研究已成为国内外关注的热点项目，但是采用al基层状复合电极为阳极材料还鲜有报道。

附图说明

图1是实施例1复合电极板的结构示意图；

图2是实施例5复合电极板pbo2 mno2活性催化层表面扫描图；

图3是实施例4-6复合电极板阳极tafel曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，如图1所示，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：对al基内芯材料表面进行去氧化膜和表面粗化处理，具体处理方法是：将钢丝刷安装在钻床上，通过钢丝刷与al基内芯材料快速接触摩擦，在al基内芯表面形成尽可能多的麻点，从而增大粗糙度，然后将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，再用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱备用烘干；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为80:20进行混合后采用轧制法制备过渡层，将tib2 ti4o7混合粉末通过200目筛网均匀抖动铺撒在粗化处理后的al基内芯板表面，撒粉厚度约为1mm，撒粉完成之后，带上隔热手套用尖嘴钳将样品平稳的放入高温电阻炉里面，加热到400℃保温30min，紧接着用尖嘴钳将样品取出趁热对其迅速进行轧制处理，轧制压下率为70％，轧制完成后对样品进行冷却、蒸馏水清洗，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.06a/cm²，电沉积温度为40℃，电沉积时间为1h，电沉积液的ph值为1，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为200g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为70g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例2

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：对al基内芯材料表面进行去氧化膜和表面粗化处理，具体处理方法是：将钢丝刷安装在钻床上，通过钢丝刷与al基内芯材料快速接触摩擦，在al基内芯表面形成尽可能多的麻点，从而增大粗糙度，然后将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱备用烘干；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为90:10进行混合后采用轧制法制备过渡层，将tib2 ti4o7混合粉末通过200目筛网均匀抖动铺撒在粗化处理后的al基内芯表面，撒粉厚度约为1.5mm，撒粉完成之后，带上隔热手套用尖嘴钳将样品平稳的放入高温电阻炉里面，加热到450℃保温30min，紧接着用尖嘴钳将样品取出趁热对其迅速进行轧制处理，轧制压下率为60％，轧制完成后对样品进行冷却、蒸馏水清洗，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.02a/cm²，电沉积温度为60℃，电沉积时间为3h，电沉积液的ph值为1，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为180g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为80g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例3

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：对al基内芯材料表面进行去氧化膜和表面粗化处理，具体处理方法是：将钢丝刷安装在钻床上，通过钢丝刷与al基内芯材料快速接触摩擦，在al基内芯表面形成尽可能多的麻点，从而增大粗糙度，然后将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱备用烘干；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为85:15进行混合后采用轧制法制备过渡层，将tib2 ti4o7混合粉末通过200目筛网均匀抖动铺撒在粗化处理后的al基内芯表面，撒粉厚度约为2mm，撒粉完成之后，带上隔热手套用尖嘴钳将样品平稳的放入高温电阻炉里面，加热到300℃保温30min，紧接着用尖嘴钳将样品取出趁热对其迅速进行轧制处理，轧制压下率为80％，轧制完成后对样品进行冷却、蒸馏水清洗，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.04a/cm²，电沉积温度为50℃，电沉积时间为2h，电沉积液的ph值为2，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为190g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为90g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例4

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱烘干后进行喷砂处理，喷砂所用刚玉砂的粒径为40-80目，喷砂处理约10s，然后通过压缩空气清洗表面；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为90:10进行混合进行热喷涂处理，具体方法是：先对混合粉末进行球化处理以提高粉末流动性和改善成分均匀性，紧接着将混合粉末输送到喷涂机，在高温焰流的作用下混合粉末呈熔融或半熔融态涂法沉积在al基内芯板表面，其热喷涂参数为：电流500a，送粉速度为30g/min，ar流量为110scf/h，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；采用喷雾造粒进行球化处理，具体的，将聚乙烯醇溶于去离子水，再将其与tib2 ti4o7混合粉末在球磨机中混合30分钟，以得到均匀的悬浮液，悬浮液固含量60wt.％，聚乙烯醇含量为0.5wt.％，将悬浮液进行喷雾造粒，喷雾造粒后的粒径约为40-50μm；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.06a/cm²，电沉积温度为40℃，电沉积时间为2h，电沉积液的ph值为2，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为180g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为70g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例5

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱烘干后进行喷砂处理，喷砂所用刚玉砂的粒径为40-80目，喷砂处理约10s，然后通过压缩空气清洗表面；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为80:20进行混合进行热喷涂处理，具体方法是：先对混合粉末进行球化处理，以提高粉末流动性和改善成分均匀性，紧接着将混合粉末输送到喷涂机，在高温焰流的作用下混合粉末呈熔融或半熔融态涂法沉积在al基内芯板表面，其热喷涂参数为：电流600a，送粉速度为20g/min，ar流量为100scf/h，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；采用喷雾造粒进行球化处理，具体的，将聚乙烯醇溶于去离子水，再将其与tib2 ti4o7混合粉末在球磨机中混合30分钟，以得到均匀的悬浮液，悬浮液固含量50wt.％，聚乙烯醇含量为0.8wt.％，将悬浮液进行喷雾造粒，喷雾造粒后的粒径约为40-50μm；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.02a/cm²，电沉积温度为60℃，电沉积时间为3h，电沉积液的ph值为1，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为200g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为90g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

本实施例制备得到的有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，其表层的pbo2 mno2活性催化层表面扫描图如图2所示，从图中可以看出，沉积层表面致密，且无明显裂纹。

实施例6

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为纯al板材，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱烘干后进行喷砂处理，喷砂所用刚玉砂的粒径为40-80目，喷砂处理约10s，然后通过压缩空气清洗表面；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为85:15进行混合后进行热喷涂处理，具体方法是：先对混合粉末进行球化处理，以提高粉末流动性和改善成分均匀性，紧接着将混合粉末输送到喷涂机，在高温焰流的作用下混合粉末呈熔融或半熔融态涂法沉积在al基内芯板表面，其热喷涂参数为：电流450a，送粉速度为35g/min，ar流量为120scf/h，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；采用喷雾造粒进行球化处理，具体的，将聚乙烯醇溶于去离子水，再将其与tib2 ti4o7混合粉末在球磨机中混合30分钟，以得到均匀的悬浮液，悬浮液固含量40wt.％，聚乙烯醇含量为1.2wt.％，将悬浮液进行喷雾造粒，喷雾造粒后的粒径约为40-50μm；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.04a/cm²，电沉积温度为50℃，电沉积时间为1h，电沉积液的ph值为1，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为190g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为80g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例7

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为6061al合金，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱烘干后进行喷砂处理，喷砂所用刚玉砂的粒径为40-80目，喷砂处理约10s，然后通过压缩空气清洗表面；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为90:10进行混合进行热喷涂处理，具体方法是：先对混合粉末进行球化处理，以提高粉末流动性和改善成分均匀性，紧接着将混合粉末输送到喷涂机，在高温焰流的作用下混合粉末呈熔融或半熔融态涂法沉积在al基内芯板表面，其热喷涂参数为：电流450a，送粉速度为35g/min，ar流量为120scf/h，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；喷雾干燥用浆料由一定比例混合的tib2 ti4o7粉末、聚乙烯醇以及去离子水根据设计配比制备而成。具体的，将聚乙烯醇溶于去离子水，再将其与混合粉体在球磨机中混合一定时间，以得到白色均匀的悬浮液。最后对所制的浆料进行喷雾造粒，造粒参数为：浆料固含量55wt.％，聚乙烯醇含量为1.4wt.％，喷雾造粒后的粒径约为40-50μm；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.06a/cm²，电沉积温度为40℃，电沉积时间为1h，电沉积液的ph值为1.5，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为180g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为100g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

实施例8

一种有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板，包括al基内芯、tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层、pbo2 mno2复合活性催化层，al基内芯材料为6061al合金，厚度为3-5mm，tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层厚度为50-200μm，pbo2 mno2复合活性催化层厚度为100-200μm。

本实施例复合电极板的制备方法，具体步骤如下：

(1)al基内芯材料预处理：对al基内芯材料表面进行除油、去氧化膜和表面粗化处理，具体处理方法是：将钢丝刷安装在钻床上，通过钢丝刷与al基内芯材料快速接触摩擦，以在al基内芯表面形成尽可能多的麻点，从而增大粗糙度，然后将al基内芯在质量分数5％的naoh溶液超声波进行清洗10min，然后用蒸馏水清洗表面，放入真空干燥箱备用烘干；

(2)tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层的制备：将tib2粉末和ti4o7粉末按照质量比为85:15进行混合，将tib2 ti4o7混合粉末通过200目筛网均匀抖动铺撒在粗化处理后的al基内芯表面，撒粉厚度约为1mm，撒粉完成之后，带上隔热手套用尖嘴钳将样品平稳的放入高温电阻炉里面，加热到450℃保温30min，紧接着用尖嘴钳将样品取出趁热对其迅速进行轧制处理，轧制压下率为70％，轧制完成后对样品进行冷却、清洗，得到tib2 ti4o7陶瓷中间过渡层；

(3)pbo2 mno2复合活性催化层的制备：以步骤(2)制备得到的al/tib2 ti4o7层状复合板为阳极，石墨电极为阴极，采用电沉积工艺制备pbo2 mno2复合活性催化层，电沉积参数具体为：电流密度为0.06a/cm²，电沉积温度为40℃，电沉积时间为1h，电沉积液的ph值为1，电沉积液为添加naf、mn(ch3coo)2的pb(no3)2溶液，其中pb(no3)2的浓度为180g/l，naf的浓度为0.5g/l，mn(ch3coo)2的浓度为60g/l，电沉积液ph值通过质量分数65％的hno3调节，最后得到有色金属电积用al/tib2 ti4o7/pbo2 mno2复合电极板。

表1是al基体、pb基体、tib2基体、ti4o7基体和实施例1、4所制备的al/tib2 ti4o7层状复合基体电极电阻率对比，从表1可以看出，实施例1、4采用轧制法和热喷涂法所制备的al/tib2 ti4o7层状复合基体的电阻率相比纯pb、ti均有明显降低，分析其原因为，分别在轧制力和高温焰流的作用下，混合陶瓷粉末与al基体分别实现了机械咬合和冶金结合。

表1

实施例4、5、6所制备的阳极tafel曲线图及其tafel拟合参数如图3和表2所示，从图和表中可以看出，随着mn(ch3coo)2添加量的增多，电极耐腐蚀性呈先增大后降低的趋势，究其原因为在电沉积过程中，生成的mno2将会适量附着在电极晶界，增大电极活性表面积，同时mno2的生成将促使原有的pbo2晶粒细化，电极催化活性得到改善，但是，生成过多的mno2会引起晶间腐蚀，从而耐腐蚀性降低，所以实施例6(80g/l的mn(ch3coo)2)最佳。

表2