稀土Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2电极的电化学性能研究

采用热分解和电沉积的方法制备了稀土元素Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2耐酸阳极.用XRD、SEM表征了电极的物相和表面形貌,用CV、EIS测定了电极的电化学性能,并研究了Y掺杂对电极在强酸性溶液中使用寿命的影响.结果表明:Y以Y2O3的形式与SnO2形成半导体固溶体,使电极在高电流密度(4 A/cm2)下的预期使用寿命达到70 h;同时该电极的析氧电位高达2.1 V,且电极表面呈蘑菇状,电催化性较好,Ti/SnO2+Y2O3+MnOx/PbO2电极是一种较理想的耐酸阳极材料.     

水热改性对Ni/Al2O3催化剂结构的影响

探讨了利用水热改性法来制备Ni/Al2O3催化剂,着重研究了水热改性前后催化剂形貌、结构及组成的变化.SEM,XRD,DTA-TG和XPS等方法被用来表征材料表面结构性质.研究结果表明水热改性可促进Ni以网状形式吸附于Al2O3载体表面,水热时间增加可提高Ni(NO3)2.xH2O在基体表面的吸附,使得网状烧结产物(NiAl2O4/Al2O3)有更大的比表面积和更高的Ni含量.     

稀土Nd掺杂Ti/RuO2-Co3O4电极电催化性能研究

采用热分解法在400℃下制备了稀土Nd改性Ti/RuO2-Co3O4氧化物阳极,对稀土Nd掺杂量进行优化。利用SEM、EDX及XRD等分析方法对电极表面形貌、组成及结构进行了表征,通过开路电压、循环伏安、极化曲线及强化电解寿命等电化学方法研究了电极的析氧催化活性及稳定性。结果表明:稀土Nd掺杂使表面层晶粒细化,晶型饱满,且促进活性组分RuO2向电极表面富集,增加电极催化活性中心;掺杂量为20:1时,电极析氧性能最佳,伏安电荷容量高达686mC/cm2,反应活化能低至16.76kJ/mol,掺入稀土Nd后电极基体与涂层的结合力增强,电极强化电解寿命高达158h。     

新型Nd掺杂PbO2阳极性能及对AOII的电催化氧化研究

采用电沉积法制备了稀土金属Nd改性PbO2电极（Nd-PbO2）,并通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光光谱（FP）、线性极化扫描（LSV）、强化寿命测试（ALT）、循环伏安扫描（CV）等方法表征了其表面结构和电化学性能,探讨了对酸性橙II（AOII）的电催化氧化性能。SEM、XRD、XPS测试结果表明,Nd以Nd3 形式掺杂进入电极镀层,同时对表面形貌、元素组成均有不同程度的改变,但不改变镀层表面的β-PbO2晶型;电化学性能测试表明,Nd掺杂可有效提高电极的析氧电位和稳定性;CV测试及AOII降解实验结果表明,Nd-PbO2电极对AOII还表现出直接氧化作用,电催化氧化AOII能力更强;FP分析表明,Nd-PbO2具有较强的催生羟基自由基能力,可增强电极降解有机物的催化活性。     

MoS2颗粒表面包覆Al2O3及其在镀层中的应用

采用非均匀形核法将Al2O3包覆到MoS2颗粒表面,提高颗粒的亲水性能。研究了溶液pH值、Al(NO3)3的摩尔浓度和预处理工艺对包覆率的影响;采用SEM及EDS分析了包覆前后MoS2颗粒的微观形貌和表面成分;通过测量接触角研究了颗粒表面的亲水性。结果表明,颗粒表面均匀包覆了一层Al(OH)3;溶液pH值对包覆率的影响最大,Al(NO3)3的摩尔浓度次之。最佳工艺为:溶液pH值为5.5,Al(NO3)3浓度为0.15mol/L,预处理过程不添加表面活性剂。随着包覆率的提高,MoS2颗粒的亲水性提高。利用包覆Al2O3的MoS2制得了Ni-P-MoS2化学复合镀层,提高了镀层中沉积粒子的均匀致密性。     

新型Ti/Al复合基体对传统Ti基PbO_2电极性能的改善

对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度,探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术,分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明:Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀,活性层比表面积增大,电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中,在540℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3,该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%,极化电位下降18%,在0.2 A/cm2的电流密度下,电位降低了320 m V。经强极化测试,该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η,工业使用寿命长达10.4年,高出传统电极50%,具有良好的应用前景。     

液-液掺杂钼镧合金中的稀土相研究

采用液-液掺杂方式及溶胶-凝胶技术制备出稀土镧掺杂钼粉,经等静压、烧结制成掺镧钼坯。利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对不同加工态下材料的组织、形貌及稀土相进行了分析。结果表明：硝酸镧La(NO3)3溶液与仲钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O溶液发生化学反应生成钼酸镧La2(MoO4)3,经焙解和还原,稀土相以La2O3的形式存在于Mo粉中,并起到细化钼颗粒的作用;烧结成坯后,La2O3弥散分布在钼基体中     

RuO2含量对Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2阳极性能的影响

采用热分解法制备了以钛为基体、SnO2+Sb2O3为中间层、RuO2+PbO2为活性层的Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2电极.应用极化曲线法和循环伏安法测定不同RuO2含量下电极在25℃,0.5 mol/LH2SO4溶液中的电催化活性.实验结果表明,随着RuO2含量的增加,相同电极电位下的电流密度增大;相同的扫描速率下,RuO2含量增加,电极的伏安电荷值增加,即电极的电催化活性随着RuO2含量的增加而增加.在1.0mol/LH2SO4溶液中,60℃、电流密度为2.0A/cm2条件下,电极寿命快速检测结果表明,Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2电极的寿命随RuO2含量的增加而下降;但与不加有SnO2+Sb2O3中间层的Ti/RuO2+PbO2电极相比,电极寿命则显著增加.RuO2的含量还对电极的表面形貌有明显的影响.     

掺镧方式对La-TZM合金性能的影响

采用粉末冶金法在TZM合金的基础上,分别进行固-固掺杂稀土La2O3,固-液掺杂La(NO3)3,经烧结、热轧、温轧、冷轧后得到不同掺杂方式的La-TZM合金板材。用SEM观察粉末形貌、烧结坯组织及板材断口形貌,用粒度分布、EDS分别对合金粉末粒度及合金成分进行分析。结果表明:固-液掺杂La(NO3)3比固-固掺杂稀土La2O3的La-TZM合金板材第二相分布更为均匀、细小;晶粒尺寸较小;且固-液掺杂La(NO3)3合金的抗拉强度比固-固掺杂稀土La2O3也有显著提高,使其提高了10.9%。     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂Ti/SnO2 电极及其电催化性能

采用溶胶凝胶法制备了Sb掺杂Ti/SnO2电极,通过XRD,SEM,EDS及电化学测试、氧化物总量测试、加速寿命测试等技术手段,研究了Sb的掺杂对电极结构、形貌、电催化性能、使用寿命的影响。结果表明:Sb的掺入能有效改善电极的表面晶体结构和形貌,降低电极的苯酚氧化电位和液界电阻,提高电极的电催化效率;当制备的溶胶中锡锑比为9∶1时,制得的电极表面形貌平整、致密,稳定性和电催化效果最好。     

Ru-Co-Ce复合氧化物阳极制备及析氧性能研究

采用溶胶-凝胶法制备RuO2-Co3O4-CeO2(Ru-Co-Ce)复合氧化物电极,对制备电极的热处理温度和稀土CeO2含量进行了优化.利用SEM、XRD分析方法对电极表面形貌进行表征,通过开路电压(Eoc)、循环伏安(CV)及阳极极化曲线等手段研究电极在1.0 mol·L-1 KOH溶液中的析氧催化活性.结果表明,制备温度对电极表面形貌有很大影响(优选400℃),复合氧化物电极中适量稀土CeO2可增强电极表面致密性,使RuO2晶相衍射峰减弱,峰形宽化,提高电极活性表面积,促进活性组分RuⅢ/RuⅣ的转化,使析氧过电位降低60 mV,从而提高电极析氧反应的活性,Ce最佳比例为0.4(摩尔分数).     

稀土Ce掺杂Ti/Sb-SnO2电极的电化学性能及应用

采用热分解法制备Ti/Sb-SnO2电极和Ti/Sb-SnO2/Ce电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和电化学实验技术对电极的表面形貌、物相组成和电化学性能进行表征。结果表明:Ti/Sb-SnO2电极表面形成了SnO2晶胞,经稀土Ce改性后SnO2晶粒明显细化,SnO2衍射峰强度变强且峰形宽化。Ti/Sb-SnO2/Ce电极峰电流值最大、表面稳定性增强和催化活性明显提高。在最佳工艺条件下,Ti、Ti/Sb-SnO2和Ti/Sb-SnO2/Ce电极对橙黄G目标污染物的去除率分别为46.6%、61.9%和94.9%,且降解过程均符合一级反应动力学模型,速率常数分别为0.0289、0.0633、0.1971min-1,Ti/Sb-SnO2/Ce电极的速率常数分别是Ti/Sb-SnO2电极的3倍,Ti电极的7倍,表明在电极表面涂层中掺杂稀土元素Ce可有效提高电极的性能。     

新型Nd掺杂PbO_2阳极性能及对AOII的电催化氧化作用

采用电沉积法制备了稀土金属Nd改性Pb O_2电极(Nd-Pb O_2),并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光光谱(FP)、线性极化扫描(LSV)、强化寿命测试(ALT)、循环伏安扫描(CV)等方法表征了其表面结构和电化学性能,探讨了对酸性橙II(AOII)的电催化氧化性能。SEM、XRD、XPS测试结果表明,Nd以Nd~(3+)形式掺杂进入电极镀层,同时对表面形貌、元素组成均有不同程度的改变,但不改变镀层表面的β-Pb O_2晶型;电化学性能测试表明,Nd掺杂可有效提高电极的析氧电位和稳定性;CV测试及AOII降解实验结果表明,Nd-Pb O_2电极对AOII还表现出直接氧化作用,电催化氧化AOII能力更强;FP分析表明,Nd-Pb O_2具有较强的催生羟基自由基能力,可增强电极降解有机物的催化活性。     

La2O3对EXD602-WC烧结涂层组织与性能的影响

采用热压烧结技术在45钢基片表面制备50EXD602-50WC复合涂层,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行组织观察、成分以及物相分析,研究了La2O3对涂层组织、表面磨损形貌和耐磨性能的影响。结果表明:涂层中主要含有WC、CuSn相和富Fe相,未添加La2O3的涂层组织中存在较多缺陷,表面磨损严重。随着La2O3的加入,涂层组织和耐磨性能得到不同程度的改善。La2O3质量分数为1.0%时,涂层孔隙率最低仅为0.84%,硬度为54.8HRC,相对耐磨系数9.76。表面磨损形貌平整且无剥落坑,划痕较浅,涂层与母材结合紧密,表现出最佳的耐磨性能。     

Yb2O3或Y2O3掺杂Cu-(NiFe2O4-10NiO)惰性阳极的导电性和耐蚀性

在氧分压约为100 Pa的氮气氛下烧结制备了掺杂Y2O3、Yb2O3的10Cu-(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷,并对其进行导电性能测试和10h(Na3A1F6-Al2O3体系中)铝电解实验.采用XRD、SEM和EDS分析稀土氧化物以及其与陶瓷基体反应产物的分布,考查电解实验后材料表层显微结构变化尤其是金属相的流失情况,评价稀土氧化物的添加对金属陶瓷电解初期腐蚀行为的影响.结果表明:掺杂稀土氧化物均使NiO相呈连通迹象,掺杂Yb2O3金属陶瓷晶粒较未掺杂的粗大,其与陶瓷相反应生成物成点线状分布于NiFe2O4相晶界,Y2O3与陶瓷相反应生成物则分布于NiO与NiFe2O4相间;所制备材料具有半导体特征,随着稀土氧化物的掺杂,材料导电性呈下降趋势;掺杂稀土氧化物尤其是Yb2O3有利于提高材料的耐蚀性能.     

SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极制备及其性能研究

采用热分解法制备了SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极,并将其用于苋菜红模拟染料废水处理。实验表明电极制备的最佳条件为:烧结温度为500℃,涂层数为6层,n(Sn):n(Sb):n(Ru)=10:1:1。通过XRD、SEM和CV对电极表面形貌、表面微观结构和电化学性能进行测试,结果表明:SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极表面晶体为四方金红石结构且晶型单一;表面晶粒细小平整,晶粒间结合紧密;具有较好的电催化活性和较长的强化试验寿命。     

Na_2SiO_3溶液体系ZrH_(1.8)表面微弧氧化陶瓷层的研究

在Na2Si O3+Na OH+Na2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得Zr O2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、电子能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及陶瓷层的元素分布。结果表明:在硅酸盐体系中,通过恒压模式在Zr H1.8表面制得膜厚约为45m的Zr O2陶瓷膜,膜层分为过渡层、致密层和疏松层。EDS结果表明:微弧氧化陶瓷层中除基体元素Zr及溶液元素O外,未发现Si、Na等溶液元素的出现,说明Si O2-3、Na+等没有参与反应;在硅酸盐体系中Zr H1.8表面微弧氧化陶瓷层主要由M-Zr O2、T-Zr O2及C-Zr O2构成,M-Zr O2约90%。     

ZL108铝合金微弧氧化膜的Na_2MoO_4改性机理

为了研究ZL108铝合金微弧氧化膜的Na2Mo O4改性机理,在添加5种不同浓度的Na2MoO4溶液中对其进行微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜表面形貌,用能谱仪(EDS)分析截面Mo、O元素含量,用XPS测定Mo、O元素的价态,用X射线衍射仪(XRD)分析相组成,采用极化曲线评定耐蚀性。结果表明,微弧氧化电压随着Na2MoO4浓度的增加而下降。微弧放电区温度高于1823.84 K时,Mo O2-4开始转变形成MoO2,抑制了微弧氧化膜表面多孔层的形成,提高了膜层的致密性、厚度和耐蚀性。浓度的改变对相组成影响较小。     

Ti/SnO_2+Sb_2O_4/PbO_2阳极的制备及其在酸性电解体系中的应用

实验针对酸性电解体系中阳极的析氧过程,研究制备出适应于在此类介质中使用的Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2阳极。采用SEM、XRD法表征了阳极的表面形貌、组成元素和元素化学态;并用快速电极寿命法测试该阳极在65℃、1.0mol/LH2SO4溶液中的使用寿命通过对电极极化曲线的测试,考察其电催化性能;将试样放大后在酸性电解体系中进行模拟电解生产试验。结果表明,此类阳极与传统铅阳极相比,在提高电流效率,降低单耗以及提高阴极产品纯度方面效果显著,且降低了阳极制作成本。     

新型损伤容限型钛合金TC21稀土催化固体渗硼

采用固体粉末渗硼法对新型损伤容限型钛合金TC21表面进行稀土催化化学热处理,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)与金相显微镜(OM)研究了渗层组织形貌和物相组成。结果表明:钛基表面渗硼层包括以整体薄壁状在基体外层分布的TiB2和以须状晶形式在次表层分布的TiB双强化渗层,渗层与基体结合紧密;渗剂中稀土含量对渗层性能的影响存在有最佳值;且发现此方法实现了钛合金TC21表面B、C共渗。