一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料包含金属片，以及间隔分布于金属片表面的若干掺硼金刚石电极片，所述金属片与掺硼金刚石电极片之间含有亚氧化铅涂层。2.根据权利要求1所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，或若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面；所述亚氧化铅涂层的厚度为500nm-200μm。3.根据权利要求1所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述金属片选自钛包铜片、钽包铜片、钛片、铌片、钽片、锆片中的一种；所述金属片的结构选自连续板状、网状、非连续框架、柱状、桶状、非规则立体状、规则立体状结构中的一种；所述掺硼金刚石电极片由基底以及设置于基底表面的掺硼金刚石膜层组成；所述硼金刚石电极片采用阵列排布的方式设置于金属片的表面。4.根据权利要求3所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，其特征在于：所述基底选自金属镍、铌、钽、锆、铜、钛、钴、钨、钼、铬、铁中的一种或其合金中的一种；或基底选自陶瓷si、al2o3、zro2、sic、si3n4、bn、b4c、aln、tib2、tin、wc、cr7c3、ti2gec、ti2alc和ti2aln、ti3sic2、ti3gec2、ti3alc2、ti4alc3、bapo3中的一种或其中的掺杂陶瓷；所述基底结构选自三维连续网络结构、二维连续网状结构、二维封闭平板结构、一维丝状、一维线状、一维棒状、零维颗粒状中的至少一种；所述掺硼金刚石膜层的厚度为5-20μm；所述掺硼金刚石膜层中的硼元素的质量分数为2
‰‑
10
‰
。5.权利要求1-4任意一项所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：将含亚氧化铅的涂料均匀设置于金属片上，然后将掺硼金刚石电极片的基底裸露面面朝含亚氧化铅的涂料置于含亚氧化铅的涂料的金属片上，干燥、烧结即得分布式掺硼金刚石/金属基复合材料。6.根据权利要求5所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述含亚氧化铅的涂料的制备方法为：将无水乙醇、水、亚氧化铅、烧结助剂、粘结剂，混合，于80-120℃下搅拌30-90min即得；其中无水乙醇、水、亚氧化铅的质量比为(1-3):(7-10):(8-11)；所述烧结助剂选自al粉、ti粉、tic2粉、pbo2粉、tib2粉中的至少一种，所述烧结助剂的加入量为亚氧化铅质量的2wt.％-10wt.％；所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、nafion中的至少一种，所述粘结剂的加入量为亚氧化铅质量的2wt.％-10wt.％。7.根据权利要求6所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥的温度为60℃-90℃，干燥的时间为5-24h；所述烧结的过程为：采用5℃-10℃/min的升温速率先升温至300-450℃，保温1h～3h，然后采用5℃-10℃/min的升温速率升温至500-750℃，保温1h～4h，并控制真空度为1000-6000pa，氩气气氛流量20-100sccm。8.根据权利要求6所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征
在于：所述掺硼金刚石电极片的获取过程为：先将基底进行刻蚀处理，然后于刻蚀后的基底表面种植纳米金刚石籽晶，最后采用热丝化学气相沉积于基底的刻蚀面生长掺硼金刚石层。9.根据权利要求8所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的制备方法，其特征在于：当基底为陶瓷时，先将基底进行超声清洗、然后将基底使用碱溶液在50-90℃水浴加热刻蚀处理0.5-2h，所述碱溶液中碱的质量分数为5％-20％，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种；当基底为金属时，先将基底进行超声清洗、然后将基底使用草酸溶液在70-100℃水浴加热刻蚀处理1-3h，所述草酸溶液中草酸的质量分数为5％-15％；所述基底表面进行纳米金刚石籽晶种植的过程为：将基底竖直悬挂浸入含纳米金刚石籽晶的悬浊液中，超声震荡≥15min，最后用酒精清洗、烘干即得，所述纳米金刚石籽晶粒度为5-20nm，所述纳米金刚石籽晶在悬浊液中的质量浓度为1-5％；采用热丝化学气相沉积于基底的刻蚀面生长掺硼金刚石层的过程为：通入气体的质量流量比为氢气：甲烷：掺硼气源＝100：(1-5)：(0.1-2.5)，生长压力为2-5kpa，生长温度为600-950℃，生长次数为1-3次，单次生长的时间为5-24h。10.权利要求1-5任意一项所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的应用，其特征在于：将所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料应用于电化学合成、电化学污水净化处理、电化学检测、电化学生物传感器领域中的一种。11.权利要求1-5任意一项所述的一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料的应用，其特征在于：将所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料应用于电化学资源再生与回收利用，其中所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料作为阳极，阳极区资源再生高锰酸盐、过硫酸盐、次氯酸盐、臭氧、双氧水中的至少一种，阴极区回收金、银、铝、锌、铜、铬、镍、钯中的至少一种，在阴极与阳极之间设置离子交换膜。

技术总结
本发明公开了一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料及其制备方法与应用，所述分布式掺硼金刚石/金属基复合材料包含金属片，以及间隔分布于金属片表面的若干掺硼金刚石电极片，所述金属片与掺硼金刚石电极片之间含有亚氧化铅涂层；所述亚氧化铅涂层全包覆于金属片表面，或若干亚氧化铅涂层间隔设置于金属片表面；本发明首创的提供了一种分布式掺硼金刚石/金属基复合材料，该分布式掺硼金刚石/金属基复合材料具有由若干掺硼金刚石电极片组合而成，相对于单BDD具有很好的导电性和更大的电化学活性面积，相较于单BDD其耐腐蚀效果更好，具有更加长久的使用寿命。具有更加长久的使用寿命。具有更加长久的使用寿命。


技术研发人员：魏秋平 周科朝 邓泽军 王宝峰 罗浩 伍水平 王剑 尹钊 余丹 陈大伟 张维
受保护的技术使用者：湖南新锋科技有限公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2022/11/29