一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种属于电极制备领域，更具体地，涉及一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法。本发明所述的钛基二氧化铱涂层电极，自下而上依次包括钛基体、支撑衬底层、活性层A、活性层B和封顶层，支撑衬底层为导电薄膜层，活性层A为IrO2‑SnO2层，活性层B为IrO2‑TaO2层，封顶层为氯化钽层，IrO2‑SnO2层每平方米铱含量为2～4g；IrO2‑TaO2层每平方米铱含量为2～4g。该电极制备工艺简单，操作方便，综合成本低；所制备的电极充分发挥了氧化铱的催化作用，在支撑衬底薄层和顶层保护层作用下，电极具有良好的稳定性，工作寿命长，基体钛材可多次反复使用，可高温、高电流密度下工作。

权利要求

1.一种钛基二氧化铱涂层电极，其特征在于，自下而上依次包括钛基体、支撑衬底层、活性层A、活性层B和封顶层，所述支撑衬底层为导电薄膜层，所述导电薄膜层采用SnCl2-SbCl2制备，其中支撑衬底层涂料中锡元素与锑元素的摩尔比为7～10:1；所述活性层A为IrO2-SnO2层，所述活性层B为IrO2-TaO2层，所述封顶层采用氯化钽制备，所述IrO2-SnO2层每平方米铱含量为2～4g；所述IrO2-TaO2层每平方米铱含量为2～4g；所述封顶层每平方米含钽元素0.2～0.5g。

2.如权利要求1所述的涂层电极，其特征在于，所述IrO2-SnO2层中铱元素与锡元素的摩尔比为1:2～5。

3.如权利要求1所述的涂层电极，其特征在于，所述IrO2-TaO2层中铱元素与钽元素的摩尔比为1～3:1。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的钛基二氧化铱涂层电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将支撑衬底层涂料涂覆到温度为350～500℃的钛板上，得到钛基支撑衬底层，所述支撑衬底层为导电薄膜层；

(2)将含有铱离子和锡离子的涂层浆料A、含有铱离子和钽离子的涂层浆料B先后涂覆到步骤(1)冷却后的涂有支撑衬底薄层的钛板上，所述涂覆过程重复12～16次，其中前6～

10次涂覆所述浆料A，剩余次数涂覆所述浆料B，每涂覆一次后，先在300～400℃烘烤10-

20min，再在450～550℃煅烧10～20min，每涂覆一次所述浆料A或浆料B获得0.3～0.5g/m2的Ir分布量；完成后得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构，所述双薄层结构为IrO2-SnO2层和IrO2-TaO2层；

(3)将氯化钽浆料涂覆于步骤(2)所述钛基二氧化铱涂层双薄层结构表面，在450～550℃烘烤2～3小时，得到涂覆有顶层保护层的钛基二氧化铱涂层电极，所述顶层保护层为TaO2层。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)导电薄膜层为Sn和Sb的氧化物层，其中所述支撑衬底层涂料中锡元素与锑元素的摩尔比为7～10:1。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述IrO2-SnO2层中铱元素与锡元素的摩尔比为1:2～5。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述IrO2-TaO2层中铱元素与钽元素的摩尔比为1～3:1。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述氯化钽浆料是由氯化钽溶于异丙醇中配制成浓度为0.01～0.05mol/L的氯化钽溶液，并添加浓盐酸调节pH为3～6得到。

说明书

一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于电极制备领域，更具体地，涉及一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法。

背景技术

[0002] 传统的石墨阳极和铅基合金阳极因高能耗、短寿命或高污染而阻碍了化工、冶金、防护、电镀等诸多行业的发展，人们就转向研究低能耗、长寿命的新型涂层电极。

[0003] IrO2的析氧催化活性仅次于氧化钌，在酸性溶液中的化学稳定性高于氧化钌，因此具有良好物理和电化学性能的IrO2涂层钛阳极成为尺寸稳定阳极研究领域的热点。IrO2涂层钛阳极是一种良好的析氧阳极，其优点是氧过电位低，不溶于电解液，对阳极表面析出氧气的机械作用和化学作用有较强的防御力。因此，含IrO2的金属氧化物涂层钛阳极至今已在氯碱行业、水处理、阴极保护、海水去污、电镀等多种领域得到了广泛应用。

[0004] 近年来，为了进一步提高IrO2涂层钛阳极的电化学活性和稳定性，研究者们对含IrO2电极进行改进。改进方向可以归结为3个方面：(1)掺杂其他元素；(2)添加中间层；(3)晶体颗粒纳米化。经过改进后，这些电极的电催化活性和抗腐蚀性进一步得到改善。

[0005] 单纯的氧化铱涂层(氯铱酸为铱源)制备工艺窗口较小，一般为380～400℃，且化学稳定性差，与基体的结合力不，活性催化层容易脱落，因此往往在涂层中加入SnO2、TiO2、ZrO2等具有搪瓷性能的惰性氧化物。由于涂层并非单纯氧化铱涂层，所以活性涂层钛电极又称为混合金属氧化物涂层电极。为了延长涂层钛电极的服役时间，在基体在活性涂层之间常插入具有低电阻率、高析氧电位、高耐蚀和高致密度等特性的中间层，如Pt、Pt－SnO2等涂层，以延迟基体溶解、钝化；在活性涂层表面涂覆SnO2等涂层，以减缓Ir的络合溶解速度。因此，实用的钛电极涂层由中间层、活性涂层和外涂层所构成。

[0006] 目前常采用的中间层物质主要有金属铂、铱、钯、氧化钛等，这些中间层的优点在于对强酸具有耐蚀性，具有良好的导电性。但是主要缺点在于难与活性层和钛基体形成固溶体，不能很好的与钛基体和活性层结合。

[0007] 目前常用的活性层有PbO2、Co3O4、MnO2等，这些电极具有类似金属的良好导电性，在水溶液体系中具有析氧电位较高、氧化能力较强、耐腐蚀性较好且价格相对低廉等优点，在电化学水处理领域得到了较多的关注与应用。尽管具有较为突出的优点，目前的这些电极依然存在一些缺陷，如镀层附着力低、易剥落，在电解过程中寿命不稳定。单纯的IrO2活性层贵重金属用量多，且容易脱落。

发明内容

[0008] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法，其目的在于通过采用刷涂或者喷涂支撑衬底层涂料方法增加电极稳定性，刷涂双活性层以增加电极活性，同时在活性层中增加掺杂元素以减少贵重金属铱用量，再增加氯化钽顶层保护层保护活性层，通过调整Ir、Sn配比，Ir、Ta配比以及用量，由此解决现有的由中间层、活性涂层和外涂层所构成的钛电极存在活性层易脱落，贵重金属用量高，使用寿命短的技术问题。

[0009] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种钛基二氧化铱涂层电极，自下而上依次包括钛基体、支撑衬底层、活性层A、活性层B和封顶层，所述支撑衬底层为导电薄膜层，所述活性层A为IrO2-SnO2层，所述活性层B为IrO2-TaO2层，所述封顶层为氯化钽层，所述IrO2-SnO2层每平方米铱含量为2～4g；所述IrO2-TaO2层每平方米铱含量为2～4g。

[0010] 优选地，所述导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中所述锡元素与锑元素的摩尔比为7～10:1。

[0011] 优选地，所述IrO2-SnO2层中铱元素与锡元素的摩尔比为1:2～5。

[0012] 优选地，所述IrO2-TaO2层中铱元素与钽元素的摩尔比为1～3:1。

[0013] 优选地，所述氯化钽层每平方米含钽元素0.2～0.5g。

[0014] 按照本发明的另一个方面，提供了一种钛基二氧化铱涂层电极的制备方法，包括如下步骤：

[0015] (1)将支撑衬底层涂料涂覆到温度为350～500℃的钛板上，得到钛基支撑衬底层，所述支撑衬底层为导电薄膜层；

[0016] (2)将含有铱离子和锡离子的涂层浆料A、含有铱离子和钽离子的涂层浆料B先后涂覆到步骤(1)冷却后的涂有支撑衬底薄层的钛板上，所述涂覆过程重复12～16次，其中前6～10次涂覆所述浆料A，剩余次数涂覆所述浆料B，每涂覆一次后，先在300～400℃烘烤10-
20min，再在450～550℃煅烧10～20min，每涂覆一次所述浆料A或浆料B获得0.3～0.5g/m2的Ir分布量；完成后得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构，所述双薄层结构为IrO2-SnO2层和IrO2-TaO2层；

[0017] (3)将氯化钽浆料涂覆于步骤(2)所述钛基二氧化铱涂层双薄层结构表面，在450～550℃烘烤2～3小时，得到涂覆有顶层保护层的钛基二氧化铱涂层电极，所述顶层保护层为氯化钽层。

[0018] 优选地，步骤(1)导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中所述锡元素与锑元素的摩尔比为7～10:1。

[0019] 优选地，步骤(1)所述支撑衬底层涂料是由SnCl2·2H2O和SbCl3按7:1至10:1摩尔比溶于有机溶剂中，然后加入浓盐酸配制而成；所述锡离子的浓度为0.1～0.25mol/L。

[0020] 优选地，所述有机溶剂为正丁醇。

[0021] 优选地，步骤(2)所述IrO2-SnO2层中铱元素与锡元素的摩尔比为1:2～5。

[0022] 优选地，步骤(2)所述涂层浆料A是由氯铱酸溶于异丙醇中得到氯铱酸异丙醇溶液，再将五水氯化锡，溶于所述氯铱酸异丙醇溶液中，使Ir：Sn摩尔比为1:2至1:5，并添加浓盐酸调节pH为3～6配制而成。

[0023] 优选地，步骤(2)所述IrO2-TaO2层中铱元素与钽元素的摩尔比为1～3:1。

[0024] 优选地，步骤(2)所述涂层浆料B是由氯铱酸和氯化钽酸溶于异丙醇中，使Ir：Ta摩尔比为1:1至3:1，并添加浓盐酸调节pH为3～6配制而成。

[0025] 优选地，步骤(3)所述氯化钽浆料是由氯化钽溶于异丙醇中配制成浓度为0.01～0.05mol/L的氯化钽溶液，并添加浓盐酸调节pH为3～6得到。

[0026] 优选地，所述氯化钽层每平方米含钽元素0.2～0.5g。

[0027] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0028] (1)本发明的钛基二氧化铱涂层电极的中间层即支撑衬底层为氯化锡-氯化锑导电薄膜层，通过控制其用量和配比，其具有与钛基体和活性层相近的晶格参数，由于离子半径相近可以相互固溶，这就使形成的晶粒胀缩协调，使晶粒应力松弛，减少集中，涂层表面就减少开裂，氧原子不易渗透到涂层内部与集体接触，提高了涂层的强化寿命。同时也对强酸具有耐蚀性，具有良好的导电性。

[0029] (2)本发明的钛基二氧化铱涂层电极采用了双活性层，双活性层的双薄层结构更加稳定，掺杂元素锡形成框架，SnO2形成多孔结构将有活性的Ir牢固锁定其中，钽与IrO2形成固溶体在活性层B中，IrO2-TaO2结构有较高的析氧过电位,较好的电催化活性,双催化活性层催化活性稳定，使用寿命长且贵重金属用量低。同时采用导电性能良好的氧化钽封顶结构保护活性层更加延长使用寿命。

[0030] (3)本发明提供的钛基二氧化铱涂层电极通过选择特定的中间层即支撑衬底层、双层结构的活性层和封顶保护层，在一定的配比和用量下，各层结构互相协同配合，最终使得到的涂层电极性能优异，使用寿命大大延长。

[0031] (4)本发明所述电极制备工艺简单，操作方便，综合成本低；所制备的电极充分发挥了氧化铱的催化作用，在支撑衬底薄层和顶层保护层作用下，电极具有良好的稳定性，工作寿命长，基体钛材可多次反复使用，可高温、高电流密度下工作。本发明适用于工业电镀、有机物电解合成、阴极保护、金属铜箔的制造、新型电子器件制造、工业废水处理以及电渗流脱水等领域，具有很好的应用前景。

附图说明

[0032] 图1是本发明钛基二氧化铱涂层电极的结构示意图；

[0033] 图2是实施例1制备的钛基二氧化铱涂层电极的加速老化曲线；

[0034] 图3是现有商用单活性层IrO2电极的加速老化曲线；

[0035] 图4是本发明实施例1在电极最终整体煅烧温度为500℃下煅烧2h的电极表面；

[0036] 图5是本发明实施例1在电极最终整体煅烧温度为600℃下煅烧2h的电极表面。

具体实施方式

[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0038] 本发明提供了一种钛基二氧化铱涂层电极，如图1所示，自下而上依次包括钛基体、支撑衬底层、活性层A、活性层B和封顶层。支撑衬底层为导电薄膜层，导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中锡元素与锑元素的摩尔比为7～10:1；活性层A为IrO2-SnO2层，活性层B为IrO2-TaO2层，封顶层为氯化钽层，IrO2-SnO2层每平方米铱含量为2～4g，铱元素与锡元素的摩尔比为1:2～5；IrO2-TaO2层每平方米铱含量为2～4g，铱元素与钽元素的摩尔比为1～3:1；氯化钽层每平方米含钽0.2～0.5g。

[0039] 本发明提供了一种钛基二氧化铱涂层电极的制备方法，包括如下步骤：

[0040] (1)将支撑衬底层涂料喷涂到温度为350～500℃的钛板上，得到钛基支撑衬底层，所述支撑衬底层为导电薄膜层；支撑衬底层涂料是由SnCl2·2H2O和SbCl3按7:1至10:1摩尔比溶于有机溶剂中，然后加入浓盐酸配制而成；所述锡离子的浓度为0.1～0.25mol/L；所述有机溶剂优选为正丁醇。

[0041] (2)将含有铱离子和锡离子的涂层浆料A以及含有铱离子和钽离子的涂层浆料B先后涂覆到步骤(1)冷却后的涂有支撑衬底薄层的钛板上，使其均匀分布于所述钛板上，所述涂覆过程重复12～16次，其中前6～10次涂覆所述浆料A，剩余涂覆所述浆料B，每涂覆一次后先在300～400℃烘烤10～20min，再在450～550℃煅烧10～20min，每涂覆一次所述浆料A或浆料B获得0.3～0.5g/m2的Ir分布量；完成后得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构。涂层浆料A是由一定量的氯铱酸溶于异丙醇中得到氯铱酸异丙醇溶液，再将五水氯化锡，溶于氯铱酸异丙醇溶液中，使Ir：Sn摩尔比为1:2至1:5，并添加浓盐酸调节pH为3～6配制而成。涂层浆料B是由一定量的氯铱酸和氯化钽酸溶于异丙醇中，使Ir：Ta摩尔比为1:1至3:1，并添加浓盐酸调节pH为3～6配制而成。

[0042] (3)将氯化钽浆料涂覆于步骤(2)所述钛基二氧化铱涂层双薄层结构表面，在450～550℃烘烤2～3小时，得到涂覆有顶层保护层的钛基二氧化铱涂层电极。氯化钽涂料的配置方法：将氯化钽溶于异丙醇中，配制成浓度为0.01～0.05mol/L的溶液，并添加浓盐酸调节pH为3～6得到。

[0043] 本发明的钛基二氧化铱涂层电极的中间层即支撑衬底层为氯化锡/氯化锑导电薄膜层，通过控制其用量和配比，其具有与钛基体和活性层相近的晶格参数，由于离子半径相近可以相互固溶，这就使形成的晶粒胀缩协调，使晶粒应力松弛，减少集中，涂层表面就减少开裂，氧原子不易渗透到涂层内部与集体接触，提高了涂层的强化寿命。同时也对强酸具有耐蚀性，具有良好的导电性。

[0044] 尽管现有掺杂氧化铱电极大多可起到一定效果,但仍存在一些问题需要改进.一方面,中间层与活性层IrO2的制备方法不同,从而使得制备工艺复杂；另一方面,钛基体、中间层和活性层IrO2之间的界面从组成和结构上缺乏梯度变化,从而导致涂层与基体的结合力有限。本发明四层结构从下到上分别为Sb-Sn结构，Sn-Ir结构，Ir-Ta结构，TaO2，相邻层间都有相同元素氧化物结构连接，能很好的避免以上问题，且催化活性更加稳定，使用寿命长，催化活性高。掺杂元素过多容易使催化活性变低；过少会使活性层易脱落，使用寿命变低，同时贵重金属用量也变多而增加成本。浓度过高会使单层刷涂量分布不均匀，过低会增加刷涂次数。本发明采用双活性层，掺杂元素与IrO2形成固溶体，催化活性稳定，使用寿命长且贵重金属用量低。同时采用导电性能良好的氧化钽封顶结构保护活性层更加延长使用寿命。

[0045] 本发明提供的钛基二氧化铱涂层电极通过选择特定的中间层即支撑衬底层、双层结构的活性层和封顶保护层，在一定的配比和用量下，各层结构互相协同配合，最终使得到的涂层电极性能优异，使用寿命大大延长。

[0046] 本发明制备得到的电极制备工艺简单，操作方便，综合成本低；所制备的电极充分发挥了氧化铱的催化作用，在支撑衬底薄层和顶层保护层作用下，电极具有良好的稳定性，工作寿命长，基体钛材可多次反复使用，可高温、高电流密度下工作。本发明适用于工业电镀、有机物电解合成、阴极保护、金属铜箔的制造、新型电子器件制造、工业废水处理以及电渗流脱水等领域，具有很好的应用前景。

[0047] 以下为实施例：

[0048] 实施例1

[0049] 一种钛基二氧化铱涂层电极，自下而上依次包括钛基体、导电薄膜层、IrO2-SnO2层、IrO2-TaO2层和氯化钽层，导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中锡元素与锑元素的摩尔比为9:1；IrO2-SnO2层每平方米铱含量为3.2g，铱元素和锡元素的摩尔比为1:3；IrO2-TaO2层每平方米铱含量为2.8g，铱元素和钽元素的摩尔比为7:3，氯化钽层每平方米含钽0.4g。

[0050] 上述钛基二氧化铱涂层电极制备方法，包括以下步骤：

[0051] 步骤一：将SnCl2·2H2O和SbCl3按9∶1摩尔比溶于正丁醇中,加入几滴浓盐酸防止水解，从而制作支撑衬底层涂料，采用喷涂方法取2ML支撑衬底层涂料均匀喷涂到400℃钛板上，得到稳定的钛基支撑衬底薄层；

[0052] 步骤二：称取1.2876g氯铱酸溶于150ml异丙醇中得到氯铱酸异丙醇溶液，再取2.265g五水氯化锡，溶于氯铱酸异丙醇溶液中，使Ir：Sn摩尔比为1:3，并添加一毫升浓盐酸调节pH为酸性，然后超声溶解20min得到涂层浆料A；

[0053] 步骤三：将0.51504g的氯铱酸和0.15352g的氯化钽酸溶于50ml异丙醇中，使Ir：Ta摩尔比为7:3，并添加浓盐酸调节pH＝4，得到涂层浆料B；

[0054] 步骤四：涂有支撑衬底薄层的钛板冷却后，将配好的涂层浆料用移液枪移取浆料到钛板上，使涂层浆料均匀分布于钛板上，先在120℃烘箱中烘烤10min，再在450℃马弗炉中煅烧10min，涂敷1次为0.4g/m2的Ir分布量，按涂覆量重复之前操作15次，前8次使用浆料A，后7次使用浆料B，得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构，IrO2-SnO2层每平方米含铱元素3.2g，IrO2-TaO2层每平方米含铱元素2.8g。

[0055] 步骤五：将氯化钽溶于异丙醇中得到0.05mol/L浓度的氯化钽溶液，并添加浓盐酸调节pH＝4得到顶层保护层涂料，然后将顶层保护层涂料涂覆到二氧化铱双薄层结构上，再置于500℃烘箱中烘烤3小时，顶层氯化钽层中每平方米含钽的质量为0.4g，得到最终的钛基二氧化铱涂层电极。

[0056] 图2是实施例1制备的钛基二氧化铱涂层电极的加速老化曲线；图3是现有商用单活性层IrO2电极的加速老化曲线，从图2和图3中可以明显看出，与现有商用单层活性层IrO2电极相比，本发明双活性层结构电极具有更好的稳定性和更长的使用寿命。

[0057] 图4是本发明实施例1在电极最终整体煅烧温度为500℃下煅烧2h的电极表面；图5是在电极最终整体煅烧温度为600℃下煅烧2h的电极表面，不同煅烧温度下IrO2/Ti电极的表面形貌。如图4和图5所示，可以明显的看出涂层形貌都是呈多裂纹网状结构；经X射线衍射图谱分析得知，这些多裂纹网状结构是IrO2晶体的聚集体；并且随着温度的升高，IrO2/Ti电极表面的裂缝不断变大。如图4所示，500℃时电极涂层表面的裂缝约0.5-1μm；而图5所示，600℃时电极涂层表面的裂缝宽度约1-3μm。一般来说，随着热分解温度的升高，氧化物涂层的活性增大，超过某一临界温度后，不利于形成致密的涂层。文献结果表明，纯IrO2涂层很难避免裂缝，而裂缝宽度在0.5～1μm时，则认为涂层致密度较好。对比两图可以看出选择500℃的烘烤温度更利于形成致密的涂层。

[0058] 实施例2

[0059] 一种钛基二氧化铱涂层电极，自下而上依次包括钛基体、导电薄膜层、IrO2-SnO2层、IrO2-TaO2层和氯化钽层，导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中锡元素与锑元素的摩尔比为8:1；IrO2-SnO2层每平方米铱含量为2.8g，铱元素和锡元素的摩尔比为1:2；IrO2-TaO2层每平方米铱含量为3.2g，铱元素和钽元素的摩尔比为1:1，氯化钽层每平方米含钽0.2g。

[0060] 上述钛基二氧化铱涂层电极制备方法，包括以下步骤：

[0061] 步骤一：将SnCl2·2H2O和SbCl3按8∶1摩尔比溶于正丁醇中,加入几滴浓盐酸防止水解，从而制作支撑衬底层涂料，采用喷涂方法取2ML支撑衬底层涂料均匀喷涂到500℃钛板上，得到稳定的钛基支撑衬底薄层；

[0062] 步骤二：称取将1.2876g的氯铱酸溶于150ml异丙醇中得到氯铱酸异丙醇溶液，再取将2.4g的五水氯化锡，溶于氯铱酸异丙醇溶液中，使Ir：Sn摩尔比为1:2，并添加一毫升浓盐酸调节pH＝5为酸性，然后超声溶解20min得到涂层浆料A；

[0063] 步骤三：将0.51504g的氯铱酸和0.35821g的氯化钽酸溶于50ml的异丙醇中，使Ir：Ta摩尔比为1:1，并添加浓盐酸调节pH＝5，得到涂层浆料B；

[0064] 步骤四：涂有支撑衬底薄层的钛板冷却后，将配好的涂层浆料用移液枪移取的浆料到钛板上，使涂层浆料均匀分布于钛板上，先在120℃烘箱中烘烤10min，再在400℃马弗2
炉中煅烧10min，涂敷1次为0.4g/m的Ir分布量，按涂覆量重复之前操作15次，前7次使用浆料A，后8次使用浆料B，得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构，IrO2-SnO2层每平方米含铱元素
2.8g，IrO2-TaO2层每平方米含铱元素3.2g。

[0065] 步骤五：将氯化钽溶于异丙醇中得到0.02mol/L浓度的氯化钽溶液，并添加浓盐酸调节pH＝5得到顶层保护层涂料，然后将顶层保护层涂料涂覆到二氧化铱双薄层结构上，再置于500℃烘箱中烘烤3小时，顶层氯化钽层中每平方米含钽的质量为0.2g，得到最终的钛基二氧化铱涂层电极。

[0066] 实施例3

[0067] 一种钛基二氧化铱涂层电极，自下而上依次包括钛基体、导电薄膜层、IrO2-SnO2层、IrO2-TaO2层和氯化钽层，导电薄膜层为SnCl2-SbCl2层，其中锡元素与锑元素的摩尔比为10:1；IrO2-SnO2层每平方米铱含量为4g，铱元素和锡元素的摩尔比为1:5；IrO2-TaO2层每平方米铱含量为4g，铱元素和钽元素的摩尔比为3:1，氯化钽层每平方米含钽0.5g。

[0068] 上述钛基二氧化铱涂层电极制备方法，包括以下步骤：

[0069] 步骤一：将SnCl2·2H2O和SbCl3按10∶1摩尔比溶于正丁醇中,加入几滴浓盐酸防止水解，从而制作支撑衬底层涂料，采用刷涂方法取2ML支撑衬底层涂料均匀喷涂到400℃钛板上，得到稳定的钛基支撑衬底薄层；

[0070] 步骤二：称取1.2876g氯铱酸溶于150ml异丙醇中得到氯铱酸异丙醇溶液，再取4.375g五水氯化锡，溶于氯铱酸异丙醇溶液中，使Ir：Sn摩尔比为1:5，并添加一毫升浓盐酸调节pH＝4为酸性，然后超声溶解20min得到涂层浆料A；

[0071] 步骤三：将0.51504g的氯铱酸和0.1194g的氯化钽酸溶于50ml异丙醇中，使Ir：Ta摩尔比为3:1，并添加浓盐酸调节pH＝4，得到涂层浆料B；

[0072] 步骤四：涂有支撑衬底薄层的钛板冷却后，将配好的涂层浆料用移液枪移取浆料到钛板上，使涂层浆料均匀分布于钛板上，先在120℃烘箱中烘烤10min，再在450℃马弗炉中煅烧10min，涂敷1次为0.5g/m2的Ir分布量，按涂覆量重复之前操作16次，前8次使用浆料A，后8次使用浆料B，得到钛基二氧化铱涂层双薄层结构，IrO2-SnO2层每平方米含铱元素4.0g，IrO2-TaO2层每平方米含铱元素4.0g。

[0073] 步骤五：将氯化钽溶于异丙醇中得到0.03mol/L浓度的氯化钽溶液，并添加浓盐酸调节pH＝4得到顶层保护层涂料，然后将顶层保护层涂料涂覆到二氧化铱双薄层结构上，再置于500℃烘箱中烘烤3小时，顶层氯化钽层中每平方米含钽的质量为0.5g，得到最终的钛基二氧化铱涂层电极。

[0074] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。