IrO_2-SiO_2涂层钛阳极的失效行为研究

为探讨氧化物涂层阳极的失效原因,采用热分解法在不同焙烧温度下制备了60%IrO2-40%SiO2/Ti氧化物阳极,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和循环伏安测试(CV)分析了阳极在硫酸溶液的强化电解过程前后表面形貌、涂层组成和电化学性能的变化。结果表明,IrO2-SiO2涂层钛阳极失效的主要原因是钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层。在强化电解过程中,低焙烧温度制备的阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落促进TiO2层的生长。高焙烧温度制备的阳极中已生成一定量的TiO2,在电解时加速电极的失效。600℃焙烧温度下制备的电极的强化寿命最高。     

Ru-Ti-Sn/Ti三元氧化物金属阳极的析氧性能

本文用一般电极性能测试方法考察了Ru-Ti-Sn/Ti三元氧化物涂层阳极的电极寿命和析氧活性。实验表明，与Ru-Ti/Ti、Ru-Ti-Ir/Ti氧化物阳极比较，Ru-Sn-Ti/Ti阳极具有一定的析氧活性和抗氧化作用。     

电解催化氧化法处理含酚废水技术及机理研究

以聚合前驱体方法制备了Ti/SnO_2平板电极,用SEM和XRD表征了电极表面涂层形貌及结构。以自制Ti/SnO_2电极为阳极,电解催化氧化法处理100 mg/L的含酚废水,试验表明电催化系统能够产生羟基自由基,自制Ti/SnO_2电极具有良好的催化活性和使用寿命。当电流密度为0.01 A/cm2、极板间距为14 mm、初始p H为4,电解催化时间50 min后,出水苯酚去除率几乎为100%。     

饱和NaCl溶液中钌-钛阳极失效机理研究

采用电化学方法和表面物理方法研究了饱和NaCl溶液中RuO_2-TiO_2阳极(DSA)失去活性的机理.在不同的电解阶段所进行的研究表明:DSA电极的失活是一渐变过程.在此过程中,电极的RuO_2-TiO_2涂层的组成与结构不断变化.而组分Ru的溶解则是导致电极失效的主要原因.研究还表明:Ti组份溶解产生的水化物覆盖在阳极表面以及涂层的裂纹腐蚀也加速了电极的失效.研究中未发现明显的结果足以证实DSA电极发生了钝化.     

高稳定性IrMnO_2中间层对RuIrSnO_2电极寿命影响

DSA电极的失效依然制约着其在强电解领域的应用。本文通过了热分解法制备了长效Ti/IrMnO_2/RuIrSnO_2电极。采用SEM、EDX、XRD、强化寿命等测试手段对IrMnO_2中间层和RuIrSnO_2活性层进行表征。结果表明,IrMnO_2中间层结构致密,具有较好的电化学稳定性。而IrMnO_2中间层的引入延长了Ti/IrMnO_2/RuIrSnO_2的服役寿命。这是因为IrMnO_2中间层的致密性,可以屏蔽电解质溶液在涂层内部缝隙扩散的路径,减小Ti基体被钝化的机率。     

阳极放氧中钛基二氧化钌电极丧失活性的原因

本文讨论了阳极放氧中Ti/RuO_2和Ti/(RuO_2 TiO_2)电极活性丧失的原因,从而得出假设:最严重的原因或许是电解液通过裂缝或孔隙渗透入活性涂层内,活性涂层或RuO_2发生了溶解,导致在钛基体上形成一层不导通的TiO_2膜。     

纳米晶Ru-Ir-Zr/Ti氧化物涂层电极的研制及性能

应用有机合成和溶胶-凝胶技术,制备出的Ru-Ir-Zr/Ti涂层氧化物晶粒细小、均匀,达到纳米级(20nm左右),表面涂层无龟裂,电极的析氧、析氯电催化活性明显优于传统阳极,电极寿命也远高于传统阳极,具有广阔的应用前景.     

镍钴锰锡复合氧化物涂层电极的制备及应用

研制了一种能在NaCl水溶液中电解生产NaClO的低成本镍钴锰锡复合氧化物涂层阳极。考察了涂层中不同SnO2摩尔分数对电极表面形貌的影响。分别研究了不同锡含量涂层电极在氯化钠溶液中和在硫酸溶液中的电流密度随析氯电位和析氧电位的变化情况以及电极的强化寿命。结果表明,电极的表面形貌受锡含量的影响,当涂层中锡的摩尔分数为14．28％时,涂层最致密;而且,在此含量下,溶液中的电流密度随析氯电位以及析氧电位的变化率较小,电极寿命也最长。当在基体和涂层之间加上导电中间层时,电极寿命超过110 h。使用该电极电解氯化钠溶液,所得次氯酸钠的生成速率为19．14 mg/(L·cm2·min)。     

钌钛金属阳极涂层改进试验

国外金属阳极应用丁二水银电解槽使用寿命在1.5～2年以上,运转中电化性能稳定,槽电压上升不显著,所以电耗低。国内钌钛涂层的金属阳极经过八年来的研究试验,虽基本上能满足工业化使用要求,但在涂层性能及使用寿命方面与国外先进水平比较差距还是较大的。根据国外有关资料的报导,在电极涂层中除含有Ru和Ti外,还含有Sn的成份。Sn的氧化物也是氯离子放电的活性物质,可以代替部分的RuO_2。Sn的氧化物作为氧化钌和氧化钛的底层,可以起到防止氧透过活化层在基体上形成氧化膜使电极钝化的作用。同时用SnO_2作中间层     

一种复合氧化物涂层钛电极的电化学性能及其在废水处理中的应用

通过稳态极化曲线和循环伏安曲线,比较了复合氧化物涂层钛电极和镀铂钛电极的析氯和析氧电化学性能;通过循环伏安曲线,分析了复合氧化物涂层钛电极在不同溶液中的电化学性能,初步探索了复合氧化物涂层钛电极的电化学氧化机理;并将复合氧化物涂层钛电极安装在低压高频水处理装置中用于重金属废液和有机废液的电化学降解。结果表明,复合氧化物涂层钛电极相比镀铂钛电极具有更高的析氯和析氧催化活性及析氯和析氧反应效率;复合氧化物涂层钛电极在酸性溶液中析出的铜容易氧化成铜离子,出现铜返溶现象,而析出的镍不容易氧化,很难出现镍返溶现象;复合氧化物涂层钛电极具有较高的电化学催化性能,在电流密度为1 300A·m-2时,连续电解氧化120min后的铜离子去除率达到90%、镍离子去除率达到97%,连续电解氧化200min后的铵离子去除率达到98%、氰根离子去除率达到95%。     

酸性介质中长效析氧阳极的研究

开发了一种新型长效析氧阳极,该含铱阳极在有机电解合成化学、海水电解及电极箔生产等领域得到了成功的应用。通过析氧电流曲线、稳态极化曲线、强化考核寿命微观形貌及相结构分析,得出最佳制备工艺:①析氧阳极的活性氧化物应选择贵金属氧化物IrO2,其在涂层中的质量分数为10%～80%;②在活性氧化物中掺杂惰性金属氧化物是延长涂层寿命的可行办法;③氧化涂层的氧化温度在400～600℃;④增加涂层厚度可延长阳极寿命,提高催化活性。     

RuO_2—TiO_2电极在电解过程中失效的原因

尺寸稳定的 RuO_2—TiO_2金属不溶性阳极(以下简称 DSA)具有很多突出的电化学性能。特别由于它具有非常低的析氯过电位和在 NaCl 溶液中电解时,显示杰出的抗腐蚀能力,因而在国内外氯碱工业中均已得到大规模的应用。但目前国内制作的电极的平均使用寿命与国外相比有一定差距。迄今为止,国内外关于 DSA 电极失效原因的     

Ti/MnO2电极制备及对甲醇催化氧化

钛基二氧化锰涂层电极（Ti/MnO₂）被认为是一种有发展前途的阳极材料。本文采用电沉积方法制备了Ti/MnO₂催化电极,并用SEM对电极涂层进行了表征,利用循环伏安、阳极极化和塔菲尔图等电化学方法测试Ti/MnO₂电极的性能,以制备的Ti/MnO₂电极对甲醇进行电催化氧化,探究了电流大小、甲醇浓度、电解时间对甲醇电解率的影响。结果表明：Ti/MnO₂催化电极晶粒分布均匀,裂缝少,能够很好的覆盖钛基体,当电流强度控制在1mA,电解液浓度为0.4mg/mL,电解时间50min时,电极对甲醇的催化氧化活性最高,电解率达85.16%。     

钛基氧化物阳极的制备及电解脱硫废水制氯研究

通过电沉积法和热分解法将活性组分IrSnRuMn分别负载到钛板上制成新型电极,探究活性层Ru、Mn摩尔比对钛基IrSnRuMn氧化物阳极电化学活性及电解脱硫废水制氯的影响。结果表明,当Ru、Mn摩尔比为4∶6时,电极同时具有较好的电化学活性和电解制氯能力,此时电极的析氯电位为1.167 V,析氧电位为1.322 V。在电极间距为4 cm、阳极液pH=7.95、电流密度为20 mA/cm²、电解时间为120 min的条件下,对氯离子的去除效率为38.7%。     

改性钛基DSA电极处理工业氨氮废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了双金属氧化物Ti/IrSbO_x电极,表征了电极的析氯电位、析氯稳定性、法拉第效率、活性氯产量、工作寿命等电化学性能,利用电催化氧化反应系统研究了该电极对不同水质工业氨氮废水的处理效果。结果表明,Ti/IrSbO_x电极在10 mA/cm²的电流密度下的析氯电位为2.04 V vs RHE,20h电解反应后的电极电势仅增大0.48%,在0.05 M NaCl溶液中的法拉第效率为64.33%,在20 mA/cm²的电流密度下活性氯产量达到8.51 mg/h,在20 mA/cm²电流密度下的工作寿命为21.12年。通过电催化氧化反应系统处理低氯子浓度(2 000 mg/L)工业氨氮废水时较市售电极有更高的电流效率,为该电极的工业化应用提供了理论依据和实践经验。     

三价铬电镀用氧化物涂层钛电极的电化学行为

采用极化曲线、循环伏安曲线及钝化曲线研究了三价铬电镀用含IrO2涂层钛电极的电化学行为.电极表面的扫描电镜照片表明,部分IrO2分散在针状结晶中,其余则分散在非晶相中.分析了三价铬镀铬过程中产生六价铬的原因.所研制的I型氧化物涂层钛电极具有高的析氧活性,其电催化活性与国外某公司的钛电极相当.在三价铬镀铬过程中,采用该电极连续电解120 A·h后,镀液中无Cr(Ⅵ)产生.     

电沉积La—Mo—ZrO2及其性能的研究

通过复合电沉积制备La-Mo-ZrO2/Ti电极,测试表明:La-Mo-ZrO2镀层结合力强,硬度高,耐蚀和耐热性能优良.阴极极化曲线表明:以钛基电沉积La-Mo-ZrO2复合镀层作为阴极,在质量浓度为300 g/L的NaCl溶液中,60℃,Jk=30mA/cm2电解,能降低氢超电势605 mV.结果表明:以钛基电沉积La-Mo-ZrO2复合镀层是优良的析氢电催化电极,电催化性能的增加完全归因于电极比袁面的增加.     

改性SnO2电极电催化降解煤化工废水

针对煤化工废水生化处理后无法达到污水排放和回用标准等问题,研究采用电催化氧化法降解废水中氨氮和COD来实现废水的零排放。比较了改性SnO_2电极(ESIX-SnO_2)与Ti/SnO_2电极电化学性能,并考察电流密度、初始pH、初始Cl-质量浓度对电催化降解废水中氨氮和COD的影响。结果表明,与传统的Ti/SnO_2电极相比,ESIXSnO_2电极晶粒尺寸变小、析氧电位(1.67 V)和加速寿命(112 h)显著提高。在优化工艺条件下,电解30 min后,ESIXSnO_2电极对NH_4~+-N和COD的去除率分别为100%和90%。在实际催化氧化过程中,ESIX-SnO_2电极表面产生更多具有强氧化性的羟基自由基,能够快速氧化氨氮和有机物,实现了污染物的快速无害化去除。     

Ti/IrO_2-RuO_2电极处理船舶生活污水研究

探索了Ti/IrO2-RuO2电极在电化学法处理船舶生活污水方面的性能。通过电解葡萄糖溶液实验,对比研究了电极间距、电解质含量、电流密度等因素对COD的影响;在优化参数条件下,对实际生活污水进行降解;并对电极进行强化电解实验。结果表明,在2 h之内电极对溶液的COD、BOD5去除率可达85%以上,对大肠杆菌的杀菌效果为100%;实验进行到670 h时电极失效,证明电极具有很好的电化学稳定性。引起电极失效的主要原因是在制备过程中电极表面产生的裂纹,使得在电解过程中电解液通过表面裂纹进入基体,从而引起涂层脱落,电极失效。     

Co改性的Ti/IrO2-Co3O4-SnO2-Sb2O5析氧涂层电极性能研究

为提升析氧电极催化性能及使用寿命，通过热解法制备了Co改性的Ti/IrO₂-Co₃O₄-SnO₂-Sb₂O₅四元氧化物电极。采用极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、交流阻抗图谱(EIS)及加速寿命实验研究了电极在硫酸溶液中的析氧催化活性及稳定性。结果表明，随着Co摩尔分数的增大，涂层表面的粗糙度先降低后升高，而电极的析氧活性及加速寿命均先升高后降低；当Co摩尔分数为50%时电极催化活性最佳，而当Co摩尔分数为30%时电极寿命最长，与Ti/IrO₂-SnO₂-Sb₂O₅电极相比寿命提高了约76.7%。电化学测试结果表明，Co改性电极催化活性的提高得益于反应控速步骤的改变、涂层表面反应位点数量的增大及电化学反应阻抗的降低。