本发明涉及电化学技术和电极材料制备，更具体地说，涉及一种钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着工业的发展，大量工业废水排放成为一个严重的环境问题。这些工业废水通常含有大量的有机污染物，例如制药废水中常含有各种杂环类有机污染物，而焦化废水则常含有酚类有机污染物。这些有机污染物的结构相对稳定，传统的废水处理方法难以实现高效去除。电催化氧化技术可以原位产生·oh，具有极强的氧化能力，能够有效破坏有机污染物的分子结构，实现彻底矿化。此外，电化学氧化技术还具有无需药剂投加、无二次污染、占地面积小等优势，在工业废水处理方面展现出巨大的潜力。
2、阳极材料是电催化氧化技术的核心。石墨、铂、钌铱钛等活性阳极的析氧电位低，析氧副反应强烈，因此对有机污染物的催化氧化活性较低；而锡锑钛、二氧化铅等非活性电极耐腐蚀性较差，长期使用催化层容易脱落，导致使用寿命普遍偏低；掺硼金刚石电极催化活性高、使用寿命长，然而复杂的制备工艺和高昂的价格限制了其大规模应用。
3、因此，亟需开发一种催化活性高、使用寿命长、制备工艺简单、成本低的阳极材料。
技术实现思路
1、1.发明要解决的技术问题
2、本发明的目的在于克服现有技术中催化活性低、使用寿命短的不足，提供了一种钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，同时提供了所述电极的制备方法，并将所述电极应用废水处理。
3、2.技术方案
4、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
5、本发明的一种钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，包括：
6、含钛的基底材料和负载于所述基底材料上的催化剂；
7、所述催化剂包括镍、钌；
8、所述镍、钌的摩尔比例为1～4:1～4。
9、所述镍、钌的摩尔比例具体可以为1:1、1:2、1:3、1:4、2:3、3:2、4:1、3:1、2:1。
10、优选地，所述镍、钌的摩尔比例为1:1。
11、需要说明的是，当镍、钌的摩尔比例大于4:1时，在这种比例下，镍的含量显著高于钌。镍作为一种优秀的催化剂，其高比例有助于增强电极的催化活性，特别是在促进氧化反应中的效率。然而，镍较高的比例也可能引起电极的机械稳定性问题，因为镍更易于在电极操作过程中发生物理形态的变化，如粒化或脱落，这可能影响电极的长期稳定性和使用寿命。当镍、钌的摩尔比例小于1:4时，钌虽然可以提供较好的电导性和物理稳定性，但相较于镍，在催化有机物降解过程中的活性较低。因此，当镍的比例过高时，尽管电极可能展示出较好的结构稳定性，但其催化效率可能不是最优的。这是因为过多的钌可能导致析氧副反应增加，从而影响了电极对有机物的降解能力，导致cod去除率不是理想状态。
12、进一步地，所述催化剂还包括锡、锑，所述锡、锑、镍、钌的摩尔比为120～240:6～10:1～4:1～4。
13、进一步地，所述基底材料上催化剂的负载量为1.2～3.0mg/cm2。
14、进一步地，负载于所述基底材料上的催化剂形成催化层。
15、本发明还提供了一种上述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，包括以下步骤：
16、s1、基底预处理：对所述基底材料进行打磨、刻蚀处理，得到预处理后的基底材料；
17、s2、前驱液涂覆：将含镍、钌的前驱液均匀地涂刷到预处理后的基底材料上；
18、s3、干燥固定：将涂覆完成后的基底材料进行干燥处理；
19、s4、煅烧：将烘干后的基底材料进行煅烧；
20、其中，所述步骤s2～s4重复n次，制得钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极；
21、所述步骤s2中，所述前驱液中镍、钌的摩尔比为1～4:1～4。
22、进一步地，所述步骤s1中，所述打磨包括利用不同的型号的砂纸打磨，以去除表面的氧化层；
23、所述打磨顺序为先利用小目数的砂纸进行打磨，再利用大目数的砂纸进行打磨。
24、进一步地，所述步骤s1中，所述刻蚀处理为利用酸对打磨后的基底材料进行酸刻蚀。
25、进一步地，所述酸刻蚀处理的酸为草酸、硝酸、盐酸、硫酸中的一种、两种或两种以上；
26、优选地，所述酸性溶液为草酸溶液；
27、更优选地，所述草酸溶液的质量分数为5～10％。
28、进一步地，所述酸刻蚀的温度为80～95℃，时间为30～60min。
29、进一步地，所述前驱液中还含有锡、锑，所述前驱液中锡、锑、镍、钌的摩尔比为120～240:6～10:1～4:1～4。
30、例如，所述前驱液中锡、锑、镍、钌摩尔浓度可以为450mm、20mm、2.5～10mm、2.5～10mm。
31、进一步的，通过将含锡的化合物、含锑的化合物、含镍的化合物和含钌的化合物溶解得到含锡、锑、镍、钌的前驱液。
32、进一步地，前驱液中含锡的化合物为含锡的金属氯盐、金属硝酸盐、金属碳酸盐中的一种、两种或两种以上；
33、含锑的化合物为含锑的金属氯盐、金属硝酸盐、金属碳酸盐中的一种、两种或两种以上；
34、含镍的化合物为含镍的金属氯盐、金属硝酸盐、金属碳酸盐中的一种、两种或两种以上；
35、含钌的化合物为含钌的金属氯盐、金属硝酸盐、金属碳酸盐中的一种、两种或两种以上。
36、进一步地，所述前驱液的溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种、两种或三种。
37、进一步地，所述步骤s3中，干燥处理的温度为80～95℃，时间为5～20min。
38、进一步地，所述步骤s4中，煅烧的温度为400～700℃，时间为5～240min。
39、进一步地，所述n的取值为10～20；所述前n-1次的步骤s4中，煅烧的温度为400～700℃，时间为5～20min；
40、所述第n次的步骤s4中，煅烧的温度为400～700℃，时间为1～4h。
41、本发明还提供了一种上述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极或上述制备方法制备得到的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极在废水处理中的应用。
42、例如，所述废水为制药废水、焦化废水或印染废水中的一种、两种或两种以上。
43、3.有益效果
44、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
45、(1)本发明提供的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，含钛的基底材料和负载于所述基底材料上的催化层；所述催化层包括镍、钌、锡、锑，催化层中掺杂过渡金属镍和贵金属钌，使得所述电极的具有较高的电极电化学活性面积和析氧电位以及较低的电荷转移电阻，增加了反应位点数量，所述电极的耐腐蚀性能和电催化活性均得到提升。
46、(2)本发明提供的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，步骤s2～s4重复n次，其中n的取值为10～20，当刷涂次数过多时，可能会导致电极表面催化剂层厚度过大，还可能导致催化剂层的剥落，影响电极的稳定性和使用寿命。
47、(3)本发明将所述钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极应用于废水处理中，相比于传统的锡锑钛电极，对于制药、焦化和印染等工业废水的cod去除效率和使用寿命均得到提升；
48、而且，由于所述钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的析氧电位降低、电化学活性面积增加、电荷转移电阻降低，综合导致电极在有机物的降解中显示出更高的性能。
1.一种钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，其特征在于：
4.根据权利要求1～3任一项所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，其特征在于：
5.一种如权利要求1～4任一所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求5或6所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极的制备方法，其特征在于：
10.一种如权利要求1～4任一所述的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，或者，权利要求5～9任一所述方法制备得到的钛基镍钌双金属掺杂锡锑电极，在处理废水中的应用。
