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。     

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。     

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.     

析氧用Ti基尺寸稳定性阳极应用和发展

较全面地介绍了解用阳极的发民历史，指出Ｔｉ基尺寸不变性阳极特别是二氧化铱基涂层 氧环境中的优越性，并对其应用及研究现状作了概括，较详尽地介绍了Ｔｉ阳极的制备工艺及性能，并提出目前，研究了中待解决的问题。     

Ru-Zr-Y氧化物涂层电极的制备及其性能

将组元Zr和Y引入钛阳极氧化物涂层制备体系,采用热分解法在TA2基材上制备出Ru0.4Zr0.6O2、Ru0.32Zr0.48Y0.2O1.9涂层电极.采用XRD分析电极涂层的组织结构,测试各电极的析氯析氧电位、极化曲线、循环伏安曲线以及电极的稳定性,同时与同条件下制备的RuO2进行对比分析.研究结果表明,经450℃烧结制备的Ru0.32Zr0.48Y0.2O1.9三元电极涂层的综合性能比RuO2优越.说明添加Zr和Y组元,能有效提高涂层的析氯电催化活性和强化寿命.     

钌基双金属聚酞菁电催化析氧性能研究

电解水制氢阳极电催化析氧反应(OER)动力学缓慢,可采用阳极OER催化剂提高。采用简单的低温热解法制备出钌(Ru)、铁钌(Fe Ru)和钴钌(CoRu)复合聚酞菁等一系列催化剂,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对催化剂的形貌和结构进行表征,并采用电化学工作站对催化剂的析氧等电催化性能进行测试。测试结果表明,催化剂Fe₃Ru-PPc在碱性环境下电流密度为50 mA·cm^-2时的过电位为303.5 mV,塔菲尔斜率仅为42.3 mV·dec^-1,相比于商业Ir O₂具有更好的OER活性。对其结构分析可知,Fe与Ru的结合使得材料的电子结构发生变化,促进了OER的动力学过程,从而使其具有更好的OER活性和载流子迁移率。     

Ti基IrO_2+Ta_2O_5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的真实表面浓度达到最大;而且,由于表面析出晶粒的最细化,在析氧电位下受析出氧气的冲击,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极析氧电催化活性的热力学及动力学判据．     

溶胶凝胶法制备Ru-Ir-Sn-Ti阳极涂层及其电化学性能研究

采用溶胶凝胶法制备Ru-Ir-Sn-Ti阳极涂层,对涂层进行析氯电位、析氧电位、极化曲线、循环伏安曲线、电化学交流阻抗等电化学测试以及强化电解寿命测试,并与热分解法制备的阳极涂层进行对比。结果表明:与热分解法制备的阳极涂层相比,溶胶凝胶法制备的Ru-Ir-Sn-Ti阳极涂层具有较低的析氯电位、较高的析氧电位、良好的电催化活性和较长的强化电解寿命。     

Ru-Mn氧化物涂层钛阴极的制备及其析氢性能

以三氯化钌、二氯化锰和柠檬酸为源物质,正丁醇为溶剂,采用溶胶凝胶法制备了钌锰二元氧化物涂层钛阴极.通过XRD、SEM、电化学方法,研究了涂层的表面形貌,组织结构及其对涂层的析氢电催化活性的影响.结果表明,在涂层中,钌和锰组元分别以金红石相的RuO_2和尖晶石相的Mn_2O_3的形式存在,Mn_2O_3能有效提高涂层的析氢电催化活性.     

基于RuO2-PPy复合电极的制备及其电催化性能研究

目的 通过引入稀土元素Er对中间层SnO2-Sb2O3进行改性,提高基体与活性层的结合力。在RuO2作活性层的基础上添加导电PPy（聚吡咯）,增强电极的电催化氧化性能。方法 以Ti为基体,分别采用涂覆-热分解法和电沉积法制备SnO2-Sb2O3-Er中间层和RuO2-PPy活性层,应用X-射线衍射（XRD）考察掺杂不同比例的Er和C4H5N对晶相结构的影响,采用扫描电镜（SEM）、能量散射光谱（EDS）和红外光谱（FT-IR）分析中间层和活性层的形貌、元素组成和物相结构,通过线性极化法（LSV）、电化学阻抗（EIS）和加速寿命测试对电极的析氧过电位和稳定性进行分析,最后利用复合电极组成的电解工艺对页岩气返排废水进行处理,考察其降解有机物的能力。结果 在n(Sn4+):n(Er3+)=100:4时,形成的涂层晶粒尺寸最小,且相对未掺杂Er的中间层,掺杂后的表面裂纹减少,说明其可进一步阻止电极的钝化。PPy可对活性层进行有效改性,其加入后可使复合RuO2电极的析氧电位由1.6 V增至1.8 V,膜电极电阻由56.2 Ω降低到7.6 Ω,电极寿命由267天延长至391天,返排废水的COD去除率可达93.7%。结论 Er的掺杂和PPy的加入可提高电极的电催化活性,且对废水中的有机物降解效果显著。     

Ti/Co3O4/RuO2-IrO2纳米结构阳极电催化析氧研究

目的 研发含纳米结构Co3O4中间层的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO2-IrO2金属氧化物阳极的电化学析氧性能。方法 在Ti基底上电沉积制备Co(OH)2,烧结形成Co3O4纳米片结构,随后采用热分解工艺在Ti/Co3O4表面制备RuO2-IrO2电催化层,从而构建了Ti/Co3O4/ RuO2-IrO2复合阳极。使用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和电化学工作站对涂层的微观表面形貌、物相组成、电化学性能等进行观察与分析。结果 SEM显示出Ti/Co3O4纳米片上RuO2-IrO2的负载量随涂刷次数增加逐渐增多,最终完全遮盖Co3O4纳米片中间层。且随着RuO2- IrO2前驱体溶液涂覆次数的增加,XRD观察到RuO2-IrO2衍射峰强度在逐渐增大。TEM测试显示Co3O4中间层是由纳米颗粒堆叠组成且具有多孔结构。电化学极化曲线测试表明,涂覆三次RuO2-IrO2层的含Co3O4中间层阳极析氧电位最低,当电流密度达到10 mA/cm²时,析氧电位仅为1.326 V(vs. SCE),低于无中间层的Ti/RuO2-IrO2阳极(1.413 V)。循环伏安测试表明,Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的伏安电量达到62.83 mC/cm²,相较于Ti/RuO2-IrO2阳极的23.65 mC/cm²提高了166%。稳定性能试验表明,在经过1 000次循环稳定性试验后,加入Co3O4纳米片中间层的复合阳极的伏安电量降低了35.94%,低于无中间层阳极48.88%的伏安电量损耗率。循环极化试验后的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2复合阳极的电化学活性仍明显优于循环极化试验前的Ti/RuO2-IrO2阳极。结论 Co3O4纳米片中间层的加入使得Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的电催化析氧性能和稳定性都得到了提升。     

RuO2含量对Ti／SnO2＋Sb2O3／RuO2＋PbO2阳极性台皂的影响

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℃，0．5mol／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／cm^2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。     

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 …     

镍硫钴析氢电极的制备及性能研究

采用电沉积方法制备Ni-S-Co合金电极,通过正交实验和极化曲线测试研究了CoSO4·7H2O浓度、电流密度、电镀液温度、电沉积时间和电解液温度对Ni-S-Co电极析氢性能的影响.采用SEM,XRD和EDXA对镀层的形貌、结构和组成进行观察和分析.实验结果表明:制备具有最佳析氢活性的Ni-S-Co电极的工艺条件是25 ...     

制备温度和电流密度对不锈钢基PbO2 电极电化学性能的影响

在不同温度和电流密度的条件下,制备不锈钢基PbO2电极,分析了电极的析氧曲线及析氧动力学参数,进而考察了温度和电流密度对PbO2电极节能性和电催化活性的影响。结果表明:温度为80℃,电流密度为30mA/cm2时,制备的电极成分稳定,重现性好,可有效降低槽电压,电催化活性良好;在小电流密度下的主要产物为β-PbO2,大电流密度下生成部分α-PbO2;与传统的铅基阳极材料相比,该PbO2电极节能性和催化活性均有较大程度的提高。     

钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能

目的降低电极的析氢过电位,提高析氢性能,从而降低电解水制氢的成本,促进氢储能技术的发展。方法通过异相共沉积法,制备了镍钴合金电极。利用场发射扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)对纯镍电极及镍钴合金电极进行表征,采用阴极极化曲线(LSV)探究了电沉积液中Ni/Co元素的比例、电沉积电位及电沉积时间对镍钴合金电极析氢性能的影响。结果 SEM结果揭示了纯镍电极及镍钴合金电极表面分别是粒径约为100 nm左右的镍颗粒和镍钴颗粒。EIS结果说明了镍钴合金电极的导电性能优于纯镍电极。此外,纯镍电极、镍钴合金电极的阴极极化曲线测试表明在电流密度为30 mA/cm~2时,镍钴合金电极的析氢过电位比纯镍电极降低55 mV,降低了近20%。结论通过异相共沉积法制备镍钴合金电极,制备方法简单、方便、快速,其析氢性能优于纯镍电极。镍钴合金电极的最优制备工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 27 g/L,CoSO_4·7H_2O_3 g/L,H_3BO_3 10 g/L,Na_2SO_4 10 g/L,柠檬酸10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH值4.0,电沉积电位-1.3 V,电沉积时间10 s。     

电沉积制备Cu-Ni-Mo三元电极及其析氢性能

目的 制备一种在碱性溶液中具有高效、低成本等优点的铜基析氢阴极材料。方法 在35 ℃下采用直流电沉积法,在泡沫镍(NF)表面分别沉积Cu-Ni、Cu-Ni-Mo镀层,制备Cu-Ni/NF、Cu-Ni-Mo/NF析氢电极。利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征电极的表面形貌、结构元素含量及物相。通过电化学阻抗技术(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)测定电极的析氢性能和催化活性。结果 经Mo掺杂后,Mo在Cu-Ni-Mo三元合金中以置换型固溶体的形式存在,与二元镀层相比,增大了镀层的晶格常数。Cu-Ni-Mo/NF三元电极在电流密度10 mV/cm²下,过电位仅为116 mV,塔费尔斜率为104 mV/dec,电荷转移电阻为15.34 Ω,电化学活性比表面积(ECSA)为22.33,相较于Cu-Ni/NF二元电极,分别降低了68 mV、27 mV/dec、15.48 Ω,ECSA值提高了7.95,且循环稳定性较好。结论 引入第3种元素Mo,改变了Cu-Ni二元电极的镀层形貌,使晶粒细化,表现为微粒紧密堆积而成的球胞状结构,从而提升了电极材料的比表面积,为析氢反应提供了更多的活性位点,有助于提高析氢反应效率。由于三金属间的协同作用,与Cu-Ni二元电极相比,Cu-Ni-Mo三元电极显示出更优异的析氢催化性能。     

氧传感器用催化铂电极浆料的制备及其电性能测试

氧传感器是车用监控空燃比、保证尾气排放达标的测量组件,铂电极是催化传感器的核心元件。将特定质量比的铂-锆复合粉末与有机粘合剂混合,使用三辊轧机轧制制备了催化铂电极浆料,并将其应用于传感器上检测其电性能。结果表明,所得催化铂电极浆料满足氧传感器件的要求,性能良好。