IrO_2涂覆载量对IrO_2-CeO_2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响（英文）

采用热分解法制备了新型IrO_2-CeO_2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO_2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5 mA/cm~2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

电化学刻蚀对钛基IrO2-Ta2O5电极性能的影响

采用电化学刻蚀处理钛基材，再通过涂覆、烧结的方法制备出钛基IrO2-Ta2O5电极。与喷砂处理相比，经电化学刻蚀处理后，钛基材表面的凹坑分布更均匀，涂覆涂层后的钛基IrO2-Ta2O5电极的表面凹坑深浅均匀，呈规则分布。强化寿命测试结果表明，经电化学刻蚀处理后制备的钛电极强化寿命平均值达到20d，比喷砂处理后制备的电极寿命（16d）显著提高20％；电化学刻蚀处理后制成的钛电极析氧电位为1．62—1．73V，明显低于喷砂后制备的钛电极（1．92V），电解时可降低电耗。     

SnO2-NiO-IrO2/Ti的制备及电催化氧化甲基橙溶液的研究

因SnO2-NiO特殊的异质结结构,被用作气敏材料和超级电容器电极添加材料,在电催化氧化污水方面研究较少。本文通过添加活性氧化物IrO2提高其导电性来研究SnO2-NiO-IrO2电极电催化甲基橙溶液的效果。热分解法制备不同IrO2含量的Ti/SnO2-NiO-IrO2电极,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面(BET)、循环伏安法(CV)、交流阻抗谱法(EIS)、极化曲线(LSV)、总有机碳(TOC)、紫外可见光谱(UV)、强化寿命等方法系统研究Ti/SnO2-NiO-IrO2电极的电催化性能。结果表明：IrO2改变SnO2晶格中氧空位的浓度,使SnO2晶体结构中产生杂质缺陷,细化晶粒,进而增大复合氧化物涂层的比表面积和导电性,提高活性自由基向内层扩散的速度,从而优化电极的催化活性和稳定性。IrO2掺杂量为23.1%的电极对甲基橙具有最好的降解效果。IrO2掺杂量为23.1%时,电极对甲基橙具有最高降解率为93%,电解反应累加时间最高可达678 h。     

成分配比对Ti/IrO2-Ta2O5电极电容性能影响

摘要：采用低温热分解法制备了Ti基IrO2-Ta2O5氧化物涂层电极。通过X射线衍射(XRD),循环伏安曲线,交流阻抗谱,恒流充放电等测试方法分析了Ta含量对IrO2-Ta2O5氧化物涂层组织结构及电容性能的影响。结果表明,Ta2O5可抑制IrO2的晶化程度。随涂层中Ta含量增加,晶化度降低。当Ta含量为60mol%时,IrO2-Ta2O5电极的结晶度为6.4%,具有较小的电荷转移电阻和最高的比电容（239.2F/g）,比IrO2电极比电容(54.1F/g)提高了近4倍。     

Ti/IrO_2-SnO_2-CeO_2电极的电容特性

采用热分解法在360℃制备了Ti/IrO2-SnO2-xCeO2(摩尔分数)电极,通过X射线衍射(XRD)、交流阻抗(EIS)和循环稳定实验分析CeO2含量对Ti/IrO2-SnO2-xCeO2涂层组织、电容性能、频率响应特性和循环稳定性的影响。结果表明:CeO2可抑制IrO2-SnO2晶化,随CeO2含量的增加,IrO2-SnO2的晶化程度逐渐下降。含20%CeO2电极比电容可达505.7 F/g,是同频率下Ti/IrO2-SnO2电极的3倍。CeO2含量不超过20%时,对电极的传荷电阻Rct及弛豫时间常数τ影响较小。经历6000次循环后,10%CeO2电极电容增加了34.39%,20%CeO2电极电容增加了3.45%,显示电极优良的抗电容衰减能力。     

Effect of Different Shapes of the Titanium Based IrO2-Ta2O5 Coatings Anode on Electrochemical Properties

钛基IrO2-Ta2O5涂层阳极的形状分别是板状和扩张网。采用涂覆了H2IrCl6.H2O的盐酸溶液和TaCl5乙醇溶液的混合溶液再进行热分解制备得到IrO2-Ta2O5涂层。分别采用SEM,EDX,CV和加速寿命测试对电极的微观结构和电化学性能进行分析。相对板状电极而言,由于较少的活性物质IrO2在电极表面结晶析出,扩张网状电极具有更低的电化学催化活性。但是由于表面的裂纹较为细密、表面活性元素分布也较为均匀,并且其纵截面的形状更有利于电解析出的气泡排出,扩张网状电极具有更长的加速寿命。     

钛基IrSiCe复合电极的制备及在电沉积钴中的应用

采用热分解法制备Ti/IrO2-SiO2及Ti/IrO2-SiO2-CeO2复合氧化物阳极。采用SEM分析对比掺入CeO2前后电极表面形貌的变化，采用循环伏安曲线及析氧极化曲线将自制Ir-Si-Ce电极与自制Ir-Si电极及商品电极（Ir-Ta-Sn、Ir-Ru、Ir-Ta、Ir-Sn）进行分析对比。采用双膜三室电沉积法从氯化钴溶液中回收钴，探讨自制电极与商品电极槽电压、能耗及抑氯性能优劣。结果表明：掺杂稀土Ce有利于提高电极表面粗糙度、增大其活性表面积、提高其电催化活性；相比于Ir-Si、Ir-Ru、Ir-Sn、Ir-Ta、Ir-Ta-Sn电极，Ir-Si-Ce电极析氧电位最低、电催化活性最高；电沉积回收钴实验中，相比于其它电极，Ir-Si-Ce电极槽电压及能耗最低、抑氯性能最好，氯气削减率高达97.5%。     

烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极微观结构和电催化性能的影响

采用Pechini法制备Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极,通过SEM、EDX、XRD、极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试手段,研究了烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明,阳极涂层成分分布均匀,IrO2晶粒偏析不明显;Ta在铱钽固溶体中的固溶度随烧结温度升高而增大,涂层晶粒逐渐细化。随着烧结温度的升高,阳极析氧电催化活性降低,电化学活性表面积减小;500 ℃下所得Ti/IrO2-Ta2O5阳极表现出最高的强化电解寿命。     

钛基体上IrO2+MnO2涂层的表面形貌和电催化活性

对表面粗糙度不同的钛(Ti)基体进行抛光和喷砂处理,通过H2IrC16和Mn(NO3)2水溶剂在处理后的基体上制备IrO2+ MnO2涂层.采用扫描电子显微镜(SEM),场发射扫描电子显微镜(FESEM),循环伏安法(CV)和阳极极化曲线研究了不同表面粗糙度的IrO2+MnO2涂层的表面特性,结构和电催化活性.在所有通过喷砂处理的基体表面上制备的IrO2+MnO2涂层中,都可以分离出二氧化铱纳米棒,但通过抛光处理的涂层不能形成.通过喷砂处理的IrO2+MnO2涂层的qT,q.,qi和i/qT值远远高于抛光处理的涂层.表面粗糙度为1.3 μm的IrO2+MnO2涂层比其他涂层具有更好的电催化活性.     

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。     

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     

添加Sn制备三元IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层

通过热分解法制备了含不同摩尔比SnO2的IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析和测试了所获涂层的晶体结构和表面形貌特征;通过强化寿命试验测试其耐腐蚀性能.结果表明涂层中出现固溶体、表面形貌呈密实结构有助于涂层耐腐蚀性能的提高.添加SnO2含量较高时可导致涂层中析出SnO2,并降低涂层耐腐蚀性能.     

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。     

脉冲激光沉积技术制备IrO2薄膜的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制得了导电氧化铱(IrO2)薄膜.讨论了沉积参数(O2分压、衬底温度)对IrO2薄膜的结构、表面形貌和导电性的影响.结果表明20 Pa为最佳O2分压、400℃～500℃为适宜的沉积温度,此条件下制得的IrO2薄膜结晶完整,组织均匀、形状一致,排列致密,其最低电阻率约为42μΩ·cm.     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

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。     

活性氧化物RuO2和IrO2结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的局域密度近似(Local Density Approximation,LDA)和广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation,GGA)方法,对金红石型RuO2和IrO2的结构进行了计算,获得了体模量、晶胞体积和键长等数据,分析了它们与实验数据的不同原因。结果表明:采用GGA和LDA获得的数据与状态方程式拟合很好,采用LDA计算的稳定状态下的系统形成能E0(绝对值)高于GGA计算的结果,而对超胞体积V0,则是LDA的计算结果小于GGA。两种方法计算出来的体积弹性模量相差将近50 GPa。采用LDA获得的体积弹性模量、晶胞体积、晶体参数和键长均优于GGA计算的结果。引入热膨胀系数对RuO2和IrO2晶胞体积的LDA的计算结果进行修正,可以得到与实验值非常接近的结果。