Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极的研究

采用Pechini方法制备不同Sn含量的Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极,并运用SEM、EDX、XRD等分析手段和析氧电位、循环伏安、强化电解等方法对阳极的表面形貌、微观结构和电化学性能进行研究。结果表明,制备的氧化物涂层由(IrSn)O2固溶体和非晶态的Ta2O5构成,组成与名义成分基本一致。随着Sn含量的增加,氧化物涂层表面裂纹增多。Sn的加入使Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2氧化物阳极的析氧电位升高,稳定性降低。     

烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti氧化物涂层阳极性能的影响

采用Pechini法制备了不同烧结温度的RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极,通过SEM、AFM、EDX、XRD、极化曲线、循环伏安曲线及强化电解寿命试验等测试手段,研究了烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明:烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极的表面形貌有很大的影响;随着烧结温度的升高,阳极析氯活性呈先增加后减小的趋势,而电催化活性呈现相反的趋势;550℃下所得的RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极表现出最高的强化电解寿命。     

铱涂覆量对IrO2-Ta2O5钛阳极性能的影响

测试了不同铱涂覆量的IrO2-Ta2O5钛阳极的表面形貌、强化寿命及析氧极化曲线。结果表明:铱涂覆量5 g/m2和10 g/m2的涂层形貌呈无规则粉状堆积;铱涂覆量达到20 g/m2时,涂层表面出现了枝状结构;铱涂覆量达到30 g/m2时,这种枝状结构已经很明显。IrO2-Ta2O5钛阳极涂层中铱涂覆量在5～30 g/m2范围内,随铱涂覆量的增加,阳极强化寿命增加得较快;当铱涂覆量超过30 g/m2,随铱涂覆量的增加,阳极强化寿命增幅减小。铱涂覆量对IrO2-Ta2O5钛阳极析氧的电催化活性影响不大。     

含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的电催化性能

采用钛片在氮气中700 ℃退火的方法,在钛片表面原位生成TiN薄膜,并以此为基体采用热分解法制备IrO2-Ta2O5涂层钛阳极.研究含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极及传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的开路电位、析氧行为、循环伏安和电化学阻抗等性能.结果表明:含TiN中间层IrO2-Ta2O5涂层钛阳极具有非连续状裂纹结构,且表面生长出大量IrO2纳米晶体,其电催化析氧性能优于传统IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的电催化析氧性能;涂层烧结温度越低,电化学性能越好;当烧结温度低于500 ℃时,TiN中间层可以显著延长IrO2-Ta2O5涂层钛阳极的工作寿命.     

十二烷基硫酸钠对IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-Mn/Ti电极电催化性能影响

采用涂刷-热分解法制备不同浓度阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-MnO2/Ti电极,通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对其微观形貌及物相组成进行分析;应用循环伏安、极化等测试手段,表征制备电极的电催化活性.结果表明,适量添加十二烷基硫酸钠能够改善IrO2-Ta2O5/SnO2-Sb-Mn/Ti电极的微观形貌,提高电催化活性.在本实验条件下,SDS最佳添加量是1.6 g/L,结晶化度高达99.83%.利用苯酚电催化降解实验和强化寿命测试进一步考察所制电极的电催化活性与稳定性,结果显示,在电流密度15 mA/cm2条件下电解180 min,SDS的加入使苯酚去除率由原来的68.5%提高到79.2%.COD去除率由60.1%提高到 67.5%,电催化性能得到提升,电极强化寿命由52 h延长至68 h.     

涂覆载量对Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极涂层性能的影响

采用Pechini法制备了Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极涂层。通过SEM、EDX、XRD、极化曲线、循环伏安和强化电解寿命等,研究了涂覆载量对Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极涂层微观结构和电催化性能的影响。结果表明:涂覆载量对阳极涂层的表面形貌和析氯极化有很大的影响;阳极涂层的伏安电量随涂覆载量的增加而增加,涂覆载量为12 g/m2时阳极涂层表现出最高的强化电解寿命。     

柠檬酸加入量对 Ru-Ir-Ti / Ti 氧化物阳极涂层性能的影响

采用Pechini方法加入不同柠檬酸量,制备Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极。并通过SEM及XRD考察了涂层的微观形貌和相结构;采用极化曲线、循环伏安测试及强化电解寿命试验等方法,研究了阳极的析氯电催化活性和稳定性。结果表明:柠檬酸加入量对Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极涂层的表面形貌有着很大的影响;阳极的强化电解寿命随着柠檬酸加入量的增加而降低,阳极析氯活性先增加后减小。     

氯盐制备IrO2＋Ta2O5混合氧化物阳极的热解形成过程

通过热重分析和差热分析并结合Ｘ射线衍射技术对ＩｒＯ２＋Ｔａ２Ｏ５混合氧化物的热形成进行了研究。结果表明：摩尔分数ｘ〈２５％时,在混合氢盐体系ｘＨ２ＩｒＣｌ６＋（１－ｘ）ＴａＣｌ５中,热解产物中的固溶体为β相（β－Ｔａ２Ｏ５中固溶了Ｉｒ组元）;ｘ≥２５％时,生成的固溶体为固深了Ｔａ组元的ＩｒＯ２组元的ＩｒＯ２金红石相,而且数量在两个以上;只有当ｘ≥４２．８６％时,其中的金红石相固溶体才是稳定的。Ｉｒ     

Ti／IrO2-Ta2O5阳极的制备及其析氧电催化性能研究

通过热氧化技术在500℃条件下制备了一系列Ti／IrO2-Ta2O5阳极。采用线性扫描和循环伏安技术分析了不同铱钽比阳极涂层的析氧电流、电位和伏安电荷的变化规律，并结合扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）技术研究了Ti／IrO2-Ta2O5阳极的表面形貌、组成、结构对析氧电催化性能的影响。研究表明，在IrO2-Ta2O5涂层中，铱钽由于存在一定的互溶度而形成固溶体结构，铱钽互溶度与涂层中铱钽比有关且影响IrO2晶胞的大小。随着涂层组元IrO2含量的增加，涂层表面细小的IrO2晶体聚集体增多，析氧电催化活性增强；但当IrO2含量过多时，涂层附着力的下降和机械强度的降低对析氧电催化性能产生负面影响。IrO2-Ta2O5涂层的活性表面积不仅取决于活性组元IrO2的含量，还与涂层的结构有关。适宜的铱钽比才具有最大的催化活性。其原因可能在于涂层中加入的适量惰性元素钽与IrO2晶胞形成部分固溶体结构，增强了涂层附着力与机械强度，同时形成了多裂纹的网状表面结构，增加了涂层活性表面积，提高了电极的析氧电催化活性与电解稳定性。     

Ti基IrO2＋Ta2O5涂层阳极的析氧电催化活性

通过极化曲线与电化学阻抗谱测试研究了Ti基IrO2 Ta2O5阳极的析氧电催化活性,结果表明,IrO2含量为70％（摩尔分数）时,混合氧化物阳极表面具有具有最高的析氧活性,这缘于该成分含量阳极中活性组元IrO2的真实表面度达到最大;而且,由于表面析出晶粒的最细化,在析氧电位下受析出氧氧的冲击,该成分阳极表面的活性点数目得到最大程度的提高,由此提出决定氧化物阳析氧电催化活性的热力学及动力学判据。     

含石墨烯IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极性能改进研究

采用热分解的方法制备了不同含量石墨烯(graphene)的IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极(Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G),并运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)等分析手段和循环伏安(CV)、阳极极化及电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对阳极的微观结构和电化学性能进行研究。结果表明:Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G阳极表面凹凸不平,裂纹细而小,为析氧反应提供了更多的活性中心,电化学活性表面积增大,析氧电催化活性增强;加有不同量石墨烯的Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G阳极的电化学性能有一定差别,其中加入0.4 g·L~(-1)石墨烯阳极的电化学性能提高最明显。     

Preparation and electrocatalytic properties of Ti/IrO2-Ta2O5 anodes for oxygen evolution

1 Introduction Oxygen and chlorine evolution reaction are the common and most important electrochemical reactions in electrolysis industry. As the Ti/RuO2-TiO2 anode has been successfully developed and widely employed in the electrochemical industry, the …     

Ti／IrO2涂层阳极热氧化处理温度的选择

结合铝的表面处理和铜的生箔对阳极的要求,针对Ｔｉ／ＩｒＯ２阳极,用热差分析、电极极化、Ｘ光衍射及强化寿命试验,研究了热氧化处理温度以阳有有的热分析曲线、电极电位、相结构和强化寿命的影响。在３０％Ｈ２ＳＯ４（质量比）,４Ａ／ｃｍ＾２,４０℃±５℃下的强化寿命实验表明：小于５００℃时,阳极的寿命受涂层的溶蚀控制。大于６００℃,阳极的破坏形式以涂层脱落为主,而涂层在５００℃￣６００℃之间处理的阳极的强化     

制备条件对钛基IrO2+Ta2O5涂层阳极性能的影响

研究了基体喷砂处理，涂制母液溶剂体系，添加剂等制备技术对热分解法制备钛基IrO2 Ta2O5阳极组织结构，性能的影响，结果表明，基体经喷砂处理后与氧化物涂层间的结合力加大，其阳极寿命明显提高，采用有机溶剂制备的涂层表现出典型的裂纹形貌，且晶粒细化，增大了阳极的电化学活性表面，从而提高了阳极的析氧电催化活性，加入适量添加剂可以改善涂层的致密度，能够有效地抑制活性组元的溶解，并阻止电解液在涂层中的渗透，延长了阳极的使用寿命，实验表明，添加剂含量为0．7％时改善效果最为明显。     

IrO2对Ti基阳极电化学性能的影响

根据阳极在各行业中应用的要求，从贵金属（铂、铑、铱、钌等）中筛选了铱和钌，在钛基体上进行涂覆，然后，在不同温度下烧结制备成RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极，并对涂层阳极的强化寿命和析氯开路电位进行了测试，采用扫描电镜（SEM）对涂层结构进行了观测分析，结果表明，RuO2-IrO2-TiO2/Ti钛基涂层阳极的最佳烧结温度为450℃，IrO2含量的最佳值为30％（摩尔百分比）。     

TiN基IrO2＋Ta2O5涂层电催化性能研究

采用热分解法制备了一种以离子镀TiN膜为基体的IrO2＋Ta2O5涂层电极，通过极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱等电化学方法并结合扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射研究了涂层的析氧电催化活性，并对460℃制备的涂层进行强化寿命实验。结果表明：涂层呈多孔、多裂纹的显微结构和多层电化学结构；制备温度对涂层表面形貌和电催化活性影响很大；该涂层阳极在保持了高电催化活性的同时，其使用寿命高于传统Ti基阳极，说明TiN作为此类催化电极的载体是可行的。