稀土改性Ti/Sb-SnO2/β-PbO2电极的制备与性能

用电沉积法制备钛基二氧化铅电极,以Nd(NO3)3、Ce(NO3)3、Gd2O3和Sm2O3分别对电极进行改性研究。采用XRD、SEM、EDS等方法考察稀土改性对PbO2电极物相结构、表面形貌、元素组成的影响规律。XRD分析表明,改性电极的表面晶型没有改变,并且PbO2表层的结晶纯度提高;SEM结果显示,改性电极的表面形貌有不同程度的改变;EDS结果表明,添加的稀土可能进入了PbO2表层内部。苯酚降解试验和强化寿命测试说明改性PbO2电极具有更好的电催化活性和稳定性。     

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。     

超声掺Bi二氧化铅电极电氧化降解2-氯苯酚研究

目的提高Pb O_2/Ti的使用寿命、对目标反应物的电氧化催化活性及选择性。方法以覆有Sn O_2+Sb_2O_3的Ti网为阳极,分别在Pb(NO_3)_2、Na F混合溶液及Pb(NO_3)_2、Na F、Bi(NO_3)_3组成的掺Bi混合溶液中,在电沉积液p H=2、60℃、电沉积电流密度为0.04 A/cm~2的条件下,进行常规电沉积及超声电沉积1 h,制备出Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Bi-Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti,Bi-Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti 4类二氧化铅电极。在硫酸溶液中测定其加速寿命,用稳态极化曲线分析电催化性及选择性,以2-氯苯酚的电氧化降解反应为模型反应,考察电解2-氯苯酚废水的处理效果,用X射线衍射仪和电子扫描电镜表征沉积层晶相和形貌。结果 Bi-Pb O_2(ultrasonic)/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti的加速寿命比Pb O_2/Sn O_2+Sb_2O_3/Ti提高了54%。电氧化降解2-氯苯酚溶液4 h后,以掺Bi二氧化铅电极为阳极,相比于二氧化铅电极,对2-氯苯酚的脱除率提高了19%,槽压降低了7%,稳态极化曲线和电氧化降解2-氯苯酚溶液试验反映了相同的结论。结论超声波环境和Bi掺杂显著提升电极的性能,掺Bi的二氧化铅沉积层表现出较高的电催化性和电氧化2-氯苯酚的选择性,超声电沉积二氧化铅能增大电极比表面积,提高电极的表观催化活性和电极加速寿命。     

离子液体对PbO_2电极电化学性能的影响

为了考察离子液体对钛基Pb O2电极电化学性能的影响,将离子液体1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)添加到Pb(NO3)2混合电积溶液中,通过阳极电氧化沉积制备得到钛基β-Pb O2形稳阳极Ti/β-Pb O2,对其电催化氧化活性及稳定性进行了考察,并与采用F-和十二烷基磺酸钠(SDS)为电积溶液添加剂制备的带有中间层的电极Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2进行了对比。结果表明,离子液体修饰电极材料的电催化活性和稳定性相比后者均有明显提高。对电极表面的SEM与XRD表征分析表明,添加离子液体制备得到的电极Ti/β-Pb O2活性层表面致密平整、结晶大小均匀、择优结晶取向发生明显变化。电化学循环伏安实验结果显示,电极Ti/β-Pb O2的析氧过电位(1.7 V)比Ti/Sn O2-Sb2O3/β-Pb O2(1.6 V)稍高。     

钛基二氧化铅电极的研究进展

综述了国内外钛基二氧化铅电极的制备方法,包括电沉积法、热分解法、热浸法、溶胶凝胶法;分析了添加某些固体颗粒及离子对钛基二氧化铅电极改性的影响.结合相关学者最新的研究成果,展望了未来钛基二氧化铅电极材料的发展趋势.     

电镀镍中间层对钛基二氧化铅阳极性能的影响

通过阴极电镀在钛基表面制备出镍中间层,随后在其上再进行阳极电沉积β-PbO_2涂层来制备Ti/Ni/PbO_2电极,并与无镍中间层的Ti/PbO_2电极进行对比。通过微结构分析、1 mol/LH_2SO_4溶液中的加速寿命试验、电化学性能测试和电氧化苯酚模拟废水行为研究,考察了电镀镍中间层对二氧化铅涂层电极的结构和性能的影响。结果表明,电镀镍中间层的引入不仅使活性β-PbO_2涂层的晶粒细化,增强了电极的催化活性,而且有效地改善了电极表面的导电性,降低了槽压,使得电极表面电势均匀分布,从而明显地延长了电极寿命,降低了电催化氧化降解苯酚模拟废水的能耗。     

新型二氧化铅电极的制备及其性能研究

用电沉积方法制备了Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2,Ti/SnO2+Sb2O3/Bi-PbO2,Ti/PbO2三种二氧化铅电极,采用加速寿命试验对比了电极的寿命,采用扫描电镜表征了电极的表面形貌,并将所制备的电极用于处理苯酚溶液和含铜离子的溶液,分析了电解处理的效果.结果表明:未掺铋二氧化铅电极的加速寿命最长,且其处理的含铜废水可达国家排放标准,但掺铋电极的电催化性能更高.     

超声电沉积法制备Bi-PbO2/Ti阳极及其性能研究

分别用常规电沉积法和超声电沉积法制备了掺Bi和不掺Bi的4种二氧化铅电极,用加速寿命实验对比了电极的寿命,通过电氧化降解含苯酚废水实验对比了电极的电解处理效果,用扫描电镜表征了电极的表面形貌.结果表明:在电沉积过程中引入超声波和掺Bi有利于提高二氧化铅电极的电催化性能,引入超声波更有利于延长电极的寿命.     

Ti/Al层状复合涂层电极的制备及性能研究

利用热压扩散焊接工艺,分别在不同焊接时间条件下制备了结构为Ti/Al/Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2的层状复合涂层电极,通过扫描电镜分析了Ti/Al基体的组织结构和表面形貌,采用四探针法测量了复合电极基体电阻并测试了电极加速寿命。结果表明:基体焊接时间为120 min时,制备的Ti/Al基复合涂层电极表面活性物质Pb O2颗粒尺寸均匀细小且比表面积大,具有良好的电化学性能;与传统的Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2相比,电阻率仅为纯Ti的1/10。加速寿命试验测得的电极寿命达46 h,具有良好的稳定性。     

点焊电极表面电火花强化TiC-TiB2涂层

以Ti、B4C和Cu等粉末为原料,采用自蔓延高温合成工艺制备TiC-TiB2复合材料,并通过电火花表面强化在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiC-TiB2复合强化层。用四探针法测量了强化层的电导率,利用SEM和XRD分析了强化层的微观结构和物相,运用点焊实验测试了强化电极的使用寿命,初步分析了强化层对电极失效的影响。结果表明:电火花强化层致密无明显分层,强化层与基体间为牢固的冶金结合;强化层物相主要为TiB2、TiC、B2O3和Cu等,强化层中的非晶组织和组织细化使其衍射峰宽化;TiC-TiB2复合强化层的导电率可达86.53%IACS,具有良好的导电性能,适合制作点焊电极材料;强化电极的点焊寿命比无强化层电极大约提高了4倍。     

离子液体对PbO2电极性能的影响

目的 提升PbO2电极寿命以及对酚类废水的电氧化催化活性和选择性。方法 分别添加离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐（[BMIM]PF6）和1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐（[Emim]BF4）至Pb(NO3)2溶液中,用阳极电积法制备了有SnO2+Sb2O3中间层的PbO2电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、加速寿命实验、线性扫描和循环伏安测试、电氧化降解实验等考察了不同离子液体的电离产物对电极性能的影响,并与采用F-修饰的常规PbO2电极的性能进行了对比。结果 离子液体修饰的PbO2电极晶粒结晶度高,晶面取向发生改变,晶粒大小均一度高,表面平整致密、棱角多,电极有效表面积和活性点增多,且[BMIM]PF6修饰的PbO2优于[Emim]BF4修饰的PbO2。[BMIM]PF6修饰的PbO2和F-修饰的PbO2的加速寿命和电极性能稳定期分别为168.8、162.6 h和101.2、69.8 h,析氧电位分别为1.71 V和1.59 V。循环伏安显示,[BMIM]PF6修饰PbO2氧化峰电位更小,氧化峰电流更大,相同条件下,[BMIM]PF6和F-修饰PbO2对p-NP废水的电氧化降解率和有机碳去除率分别为95.7%、87.1%和85.2%、61.5%,而电解槽槽压分别为3.26 V和3.47 V。结论 离子液体[BMIM]PF6、[Emim]BF4修饰PbO2电极的结晶度、晶粒均一性、致密性增强,电极活性点增多,且由于两种离子液体电离的离子大小不同,导致对电沉积晶粒的空间位阻不同,使得前者强于后者。晶粒形态和组织结构的差异,使得[BMIM]PF6修饰PbO2对酚类废水的电氧化催化活性、选择性和寿命显著增强。     

钛基PbO2电极上苯酚的电化学氧化

以Ti为基体，通过热分解Pb（NO3）2水溶液制备了Ti／PbO2电极以及含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，并将所制备的电极应用于模拟苯酚废水的电化学氧化降解。结果表明：含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极在相同的操作电流密度下，槽电压低于未加中间层的Ti／PbO2电极。以聚合前驱体制得的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极为阳极时，在25℃，电流密度15mA／cm^2下，恒电流电解浓度为2．13×10^-3mol／L的模拟苯酚废水，电解3．0h后，苯酚浓度降为1．67×10^-5mol／L，苯酚去除率达99．2％；电解6．5h后，COD下降率为84.3％。阳极寿命快速检测实验结果表明，添加锡锑中间层后的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，其寿命显著提高。     

La掺杂的SnO2-Sb中间层对钛基IrO2+Ta2O5电极性能的影响

目的改善Ti/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化性能。方法用热分解法在钛基材上制备了La掺杂的SnO_2-Sb中间层,并以此作为基体涂覆IrO_2+Ta_2O_5活性层,制备了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射能谱(EDS)及X-射线衍射光谱(XRD)技术分别分析了中间层和活性层的表面形貌、元素组成及晶相结构。采用线性扫描伏安曲线(LSV)和强化寿命测试方法在硫酸溶液中分别研究了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化活性和使用稳定性。同时,考察了La的掺杂比例对Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5电极强化寿命的影响。结果相对未掺杂La的中间层,掺杂La后的中间层表面裂纹减少,有更高的析氧过电位和更低的析氧电流密度。La掺杂对活性层的表面形貌和晶相结构基本没有影响,但电极的析氧电流密度有所提高。通过测试不同La掺杂比例涂层电极的强化寿命,发现La最佳掺杂比例为nLa:nSn=0.5:100。和未掺杂La涂层相比,La最佳掺杂比例涂层电极的强化寿命提高了22.8%。结论相对于未掺杂的Ti/SnO_2-Sb/IrO_2+Ta_2O_5电极,La掺杂后的Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极析氧电催化活性和强化寿命都得到改善。     

Surface Analysis of Ti/Sb-SnO2/PbO2 Electrode after Long Time Electrolysis

主要考察Ti/Sb-SnO2/PbO2电极在Na2SO4溶液中恒电流密度长时间电解后,其电极表面状态的变化情况。通过扫描电镜与元素分析来考察电极表面形貌变化及表面元素分布情况,通过X射线衍射来考察电极表面氧化物的晶型变化情况,通过电感耦合等离子体仪来检测电解液中金属元素的浓度变化。结果表明,在长时间电解后,PbO2电极表面存在氧化物层溶蚀与脱落区域。在电解完成后的电解液中检测到Pb元素,表明电极表面存在Pb元素的溶解。X射线衍射表明电极表面仍然为PbO2层,只是相应的衍射峰强度有所降低。由上述结果推测PbO2电极失效的可能原因是：表层氧化物溶解、脱落以及基体的钝化。     

不同前驱体制备的锡锑中间层对Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极性能的影响

研究了以乙二醇与柠檬酸反应制得的乙二醇柠檬酸酯溶液、乙二醇、乙醇、正丁醇为前驱体溶剂制备的锡锑中间层对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极性能的影响,用XRD、ESEM对不同前驱体制备的锡锑中间层和对应的二氧化铅活性层进行了表征,并用极化曲线法和阳极寿命快速检测法比较了不同前驱体对Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的阳极寿命和在1．0mol/L硫酸溶液中的电催化活性的影响。结果表明,不同前驱体溶剂对锡锑中间层的结构和形貌有着显著的影响;以乙二醇与柠檬酸反应制得的聚合前驱体为溶剂制备的锡锑中间层表面致密,锡锑含量相对较高,该中间层的均匀度和平整度明显好于其它3种前驱体。由聚合前驱体中间层制得的Ti/SnO2 Sb2O3/PbO2电极的使用寿命明显提高,但不同中间层前驱体对电极的电催化活性影响不大。     

耐酸非贵金属Ti／MO2阳极SnO2＋Sb2O4中间层研究

采用热分解法制备了非贵金属Sn02＋Sb204中间层Ti基MO2活性层电极，利用SEM，XRD和XPS方法对中间层进行了表征。测定了Ti／SnO2＋Sb2Od／MnO2和Ti／SnO2＋Sb2O4／PbO2电极在硫酸溶液中的析氧极化曲线，二者起始析氧过电位均比贵金属小；考察了在高电流密度（4A／cm^2）下的加速寿命，二者依次分别达到18h和86h。实验表明，SnO2＋Sb2O4是一种具有良好导电性和结合力的耐酸Ti基MO2电极中间层材料。     

花状形貌TiO2-NTs@Sb-SnO2电极的脉冲电沉积法制备及电催化性能研究

目的通过引入TiO_2纳米管中间层,增加表面活性层与基体的接触和活性物质的负载量,提高电极的稳定性。通过表观形貌构建,增加电极的活性比表面积,提高Sb-SnO_2电极的电催化性能。方法采用TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)作中间层,通过两阶段脉冲电沉积法,构建了新型多层次花状形貌的Sb-SnO_2电极。通过调整脉冲信号,实现对电极形貌的控制。结果通过阳极氧化法,在Ti基体表面得到了均一的TiO_2纳米管阵列结构。在电极制备过程中,采用反向脉冲电沉积(8 ms,833 m A/cm2;2 ms,-833 m A/cm2;0.99 s,0 A),得到了均匀的管套管结构,继而得到了TiO_2-NTs@Sb-SnO_2的致密层。通过施加脉冲信号(5 ms,200m A/cm2;195 ms,0 m A/cm2),获得了花状形貌。电化学测试显示,电极的析氧电位达到2 V(vs.SCE),苯酚氧化峰出现在1.7 V左右,电极的电荷传递阻抗为50.4?,加速寿命结果可达到39 h。电化学苯酚降解测试显示,4 h电化学降解后,TiO_2-NTs@Sb-SnO_2电极对苯酚的去除率达到97%,苯酚降解的一级动力学速率常数为14.9×10-3 min-1。结论脉冲电沉积制备的电极具有良好的稳定性和良好的苯酚电催化去除性能。