双脉冲电镀制备PbO_2-PANI复合电极的研究

为了提高二氧化铅(PbO_2)电极的稳定性,以离子液体1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)为添加剂,采用双脉冲电流阳极电沉积制备聚苯胺(PANI)掺杂钛基PbO_2的Ti/PbO_2-PANI复合电极,对其形貌、稳定性及电化学性能进行了考察,并与直流电沉积制得的PbO_2电极进行对比,研究结果表明,制得的Ti/PbO_2-PANI表面致密平整,电极的析氧电位达到1.70V,电极寿命为普通PbO_2电极的9倍。     

β-PbO_2电镀液中Fe~(3+)含量对PbO_2电极电化学行为及性能的影响

为了探讨低成本高稳定性钛基二氧化铅电极的制备工艺,研究该电极在锌电积液中的电化学性能,在制备β-PbO_2镀层的溶液中加入了有助于镀液稳定的主盐成分Fe~(3+)且使其不被消耗。使用扫描电镜(SEM)研究了β-PbO_2镀层的表面形貌,使用X射线衍射仪(XRD)分析了镀层的晶体物相组成,采用强化寿命测试和热震试验法研究了PbO_2电极的稳定性;在含不同浓度Mn~(2+)锌电解液中,通过阳极极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗谱(EIS)研究了PbO_2电极的电化学行为。结果表明:镀液中掺杂Fe~(3+)获得的β-PbO_2镀层表面均匀致密,不存在明显的铁氧化物;当锌电解液中Mn~(2+)浓度为4 g/L时,PbO_2电极表现出了最优的电催化活性。     

表面处理对碳纤维基β-PbO_2电极性能的影响

对碳纤维布进行表面处理,采用电沉积法制备碳纤维基β-PbO_2电极材料,并对碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:通过表面处理,能够显著改善碳纤维的表面粗糙度和化学活性。热空气氧化温度为400℃时,碳纤维表面的化学活性最高;热空气氧化和液相氧化双重氧化发现,碳纤维表面的化学活性进一步提高,表面的沟槽和凹坑更为明显,经此表面处理条件后制备的碳纤维电极界面电阻率最低为6.19×10^-5Ω·m,导电性能和电化学性能最好,耐腐蚀性能最强,腐蚀速率仅为1.44×10^-3g·cm^-2·h^-1,由此说明,不同表面处理条件能够极大地影响碳纤维电极材料界面结合性能,从而影响碳纤维基β-PbO_2电极材料的导电性能、电化学性能和耐腐蚀性能。     

有机添加剂对三维多孔二氧化铅阳极性能的影响EI北大核心

以氧泡为模板,采用阳极氧化法制备系列三维多孔二氧化铅阳极材料,探究添加剂醋酸钠、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙二醇(PEG)对三维多孔PbO_(2)阳极材料的影响。利用SEM和XRD对电极表面的形貌结构和物相组成进行表征。采用阳极极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、交流阻抗图谱(EIS),对电极材料的电催化活性进行测定。结果表明:添加剂加入后,能够促进Pb^(2+)均匀分散,当PbO_(2)沉积后包覆其表面,减少颗粒聚集,镀层更为平整致密;同时,由于有机添加剂的吸附作用,改变晶粒择优取向,但不改变晶型,制备的电极材料仍为β-PbO_(2),形貌完整,均具有三维多孔结构。添加了有机添加剂后,电极材料孔密度增大,提升电极材料比表面积,降低电催化过程中的电荷转移电阻,提高电极材料的电催化活性。其中,加入SDBS的多孔PbO_(2)电极具有最大的j0(5.514×10^(-5)A·cm^(-2))和最小的Rct(0.3395Ω·cm2),体现出良好的电催化性能。由CV数据可知,添加了SDBS的PbO_(2)电极qi^(*)为0.652 C·cm^(-2),是未加入添加剂的多孔PbO_(2)电极的4倍,有机添加剂的加入有效地增大了电极材料电化学活性表面积。     

温度对Ti/β-PbO_2-WC复合电极材料耐蚀性的影响

为解决传统锌电积用阳极材料存在的能耗高、污染大、机械强度低、易弯曲等缺陷,以钛为基体,使用WC颗粒掺杂改性,通过直流电镀法制备了Ti/β-PbO_2-WC复合电极。通过电化学Tafel曲线、阻抗谱和扫描电镜等考察了温度对电极表面形貌及耐腐蚀性能的影响。结果表明:改性复合电极主要成分为β-PbO_2及少量的WC,当电镀温度为60℃时,β-PbO_2镀层表面平整、晶粒分布均匀,形状规则,电极具有较小的自腐蚀电流密度和较大的电荷转移电阻,且弥散效应较小,耐蚀性良好。     

PbO2-MnO2共沉积电化学行为研究

采用旋转圆盘电极(Rotating disk electrode,RDE),通过循环伏安法(Cyclic voltammetry,CV)分析了硝酸锰浓度、硝酸浓度、硝酸铅浓度和溶液温度对PbO_2和MnO_2共沉积的影响规律,获得了PbO_2和MnO_2共沉积的最优条件。探究了旋转圆盘电极转速对PbO_2和MnO_2共沉积的影响,发现最优条件下其共沉积行为主要受电化学控制。使用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)观察PbO_2-MnO_2沉积层表面形貌,发现PbO_2-MnO_2沉积层表面以圆球状结构为主。通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)检测到PbO_2-MnO_2沉积层表面出现了一种α-MnO_2、α-PbO_2、β-PbO_2三相同时存在的混合结晶状态。     

用于染料敏化太阳能电池的多壁碳纳米管基对电极的制备与表征(英文)

经酸化处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)与纳米石墨复合后沉积在FTO导电玻璃基底上制备出染料敏华太阳能电池薄膜对电极。利用SEM、TEM、EDS与IR光谱对其进行表征。以Mg O掺杂的Ti O2薄膜为光阳极对电池通过循环伏安法(CV曲线)、电化学阻抗谱(EIS)和伏安特性曲线(J-V)进行光电性能分析。结果表明:酸化处理的MWCNTs与纳米石墨复合对电极展现出优异的光催化性能,有利于电池光电性能的提高。电池开路电压及短路电流密度分别可达0.53 V、4.67 m A/cm2,其光电转换效率达到4.10%,与铂对电极的性能相当。     

不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合镀的机理及镀层性能

不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合电极克服了传统钛基二氧化铅(DSA)电极基体易钝化、寿命短和成本高等缺点,以往对其电化学性能研究不多。采用复合电沉积方式在不锈钢基体上制备了PbO2-WC-CeO2复合电极,通过循环伏安曲线(CV)考察了复合电极的电沉积过程;通过X射线衍射(XRD)、能谱分析仪考察了复合电极的元素组成;通过扫描电镜(SEM)考察了复合电极的表面形貌变化;通过Tafel曲线、析氧曲线考察了电极掺杂前后的电化学性能变化。结果表明:WC和CeO2固体颗粒的加入使得PbO2电沉积过程发生了择优生长和晶粒细化,电极耐腐蚀性能提高,催化活性和节能性能变佳。     

锌电积用钛基掺聚苯胺热解碳氮SnO2-Sb2O3/PbO2电极

为了得到成本低、电催化活性高和稳定性强的锌电积用钛基二氧化铅电极,本文以聚苯胺热解碳氮(CN)作为钛基锡锑氧化物中间层的掺杂剂,继而沉积制备得到Ti/CN-SnO₂-Sb₂O₃/α-PbO₂-ZrO₂/β-PbO₂-TiO₂(Ti/CN-PbO₂)电极.用SEM、EDS对掺杂碳氮的锡锑氧化物层和Ti/CN-PbO₂电极进行表面形貌观测和元素分析,采用循环伏安,阳极极化曲线和交流阻抗分析掺杂CN的锡锑氧化物层对Ti/CN-PbO₂活性层电化学性能的影响,在30 ℃,150 g/L硫酸,50 g/L Zn²⁺电解液中进行电极强化寿命实验.结果表明,在锡锑氧化物的烧结过程中掺杂一定量的聚苯胺后,能够减轻氧化物层的龟裂现象,同时使得Ti/CN-PbO₂电极表现出更好的电催化活性,Ti/CN-PbO₂电极的加速寿命为925 h,为未掺杂CN的Ti/SnO₂-Sb₂O₃/α-PbO₂-ZrO₂/β-PbO₂-TiO₂(Ti/PbO₂)电极的2.5倍.     

碳布负载的PI-MWCNTs柔性电极材料的合成及其电容性能

以超级电容器的电极材料制备、性质研究及对组装非对称超级电容器的性能研究为核心内容,提高超级电容器电化学性能为主要目的,采用原位聚合法制备羧基化多壁碳纳米管(PI-MWCNTs)接枝的聚酰亚胺溶液,将其作为氮掺杂碳的前驱体,实现复合物在碳布表面的生长,并作为电极材料.以二氧化锰-碳布(MnO2-CC)为正极,多壁碳纳米管接枝的聚酰亚胺-碳布为负极(PI-MWCNTs-CC),构建非对称超级电容器.采用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射、比表面积及孔径测试、循环伏安、恒电流充放电及电化学阻抗谱对电极材料的结构和电化学性能进行表征.结果表明:当扫描速率为20 mV/s时,非对称电容器的电势窗口可增至1.3 V,其体积比容量为1.80 F/cm3;当功率密度为14.08 mW/cm3时,能量密度可达到0.423 mWh/cm3.     

等离子喷涂法制备Al/TiB2复合电极及电化学性能研究

采用等离子喷涂法制备出Al/TiB_2电极。运用SEM、XRD表征复合电极界面的组织形貌和物相结构,研究在相同送粉电位、喷涂距离条件下不同喷涂功率对复合电极界面电阻率及电化学性能的影响。结果表明:等离子喷涂法制备的Al/TiB_2复合电极表面涂层的物相组成为TiB_2。喷涂后的TiB_2可均匀致密地涂在Al基体表面,但并未与Al发生界面反应,而是形成机械式结合。当喷涂功率、送粉电位和喷涂距离分别为34kW、12V、10cm时试样界面电阻率最小为1.22×10~(-6)Ω·cm,较Ti/Al电极降低66%,腐蚀电流密度(1.47×10~(-4) A/cm~2)较Ti/Al电极降低81%,腐蚀电压(-0.579V)较Ti/Al电极增加35%,其耐腐蚀性能达到最好。     

热压扩散焊接法制备Ti-Al复合电极材料及性能

采用热压扩散法制备Ti-Al复合电极材料, 并通过SEM、 四探针法、 EDS、 电化学工作站等测试手段 对样品的结构与性能进行表征。结果表明: 热压扩散焊接在压力6 MPa、 焊接温度550℃、 氩气中保温时间≥90 min 的条件下, 可以实现Ti和Al的冶金结合, 而且扩散反应层产物的变化过程是: TiAl→TiAl₂→TiAl₃; 复合材料的电化学性能较纯Ti的有所提高, 制备工艺条件对电化学性能的影响与对电阻率的影响一致; 在同等条件下, 复合材料的极化电位较纯钛下降37~54 mV, 其电流密度至少可提高59.29%, 电阻率仅为纯钛的1/10。     

Ion beam nitriding of titanium and titanium alloy

Titanium and Ti8A/1Mo1V alloy have been nitrided with an ion beam source of nitrogen or agon and nitrogen, at a total pressure of 2?10×10^?4 torr. The treated surface has been characterized by surface profilometry, X-ray diffractometry, Auger Electron Spectroscopy (AES), and microhardness measurements. It was found that tetragonal Ti₂N phase forms in pure titanium and Ti8A/2Mo1V alloy with traces of AIN in the alloy. Two opposite processes were found to compete during the ion beam nitriding: (a) formation of nitrides in the surface layers; (b) sputtering of the nitrided layers by the ion beam. The highest surface hardness, of about 500 kg mm^?2 in titanium and 800 kg mm^?2 in Ti8A/1Mo1V, was obtained by nitriding with an ion beam of pure nitrogen at 4.2×10^?4 torr, at beam voltage of 1000 V.     

聚吡咯/聚多巴胺的电化学合成及其对铝合金耐蚀性的影响

为了提高铝合金有机涂层的耐蚀性,通过电化学方法在7075铝合金表面制备了海岛结构的聚吡咯（PPy）/聚多巴胺（PDA）复合涂层,利用FE-SEM、原子力显微镜、FTIR分析了PPy/PDA涂层的表面形貌、表面粗糙度和化学成分,并通过交流阻抗图谱分析了涂层的阻抗特性,通过极化曲线分析了具有PPy/PDA涂层的铝合金的极化电压和极化电流,研究其耐蚀特性。结果显示,通过一步法电化学聚合方法,吡咯和多巴胺在铝合金表面同时发生电化学聚合,生成PPy/PDA复合涂层,PPy/PDA涂层具有海岛结构,纯PPy和PPy/PDA涂层的粗糙度分别是（74.582±7.227）nm和（73.740±7.811）nm。交流阻抗和极化曲线说明PPy/PDA涂层相比于纯PPy涂层具有更大的阻抗力,PPy/PDA涂层的腐蚀电流和腐蚀电压分别是4.1825×10-6 Acm-2和-0.6919 V,相对于纯PPy（腐蚀电流和腐蚀电压分别是7.618×10-6 Acm-2和-0.7403 V）具有更好的防腐特性。      

Electro-catalytic degradation of phenol on several metal-oxide anodes

Three kinds of Ti-based multilayer metal-oxide electrode, including Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/PbO(2), Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/MnO(x) and Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/RuO(2)+PbO(2) electrodes, were prepared by thermal decomposition, and SnO(2)+Sb(2)O(3) coatings were produced with a polymeric precursor method (PPM). The conversion of phenol was carried out with these electrodes as anodes under galvanostatic control. Samples during the electrolyses were characterized with UV-vis spectra and chromatography, and chemical oxygen demand (COD) and instantaneous current efficiency (ICE) for phenol degradation were also determined. The results show that phenol can be oxidized and degraded for all of the three anodes, and the oxidation reactions of phenol follow first-order kinetics, but there are considerable differences in the effectiveness and performance of electro-catalytic degradation. Phenol can be degraded relatively fast on the Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/PbO(2) anode and the degradation rate of phenol is slower with the Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/MnO(x) electrode, and the slowest with the Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/RuO(2)+PbO(2) electrode, whose apparent rate constants are 2.49 x 10(-2), 1.42 x 10(-2) and 9.76 x 10(-3) min(-1), respectively. The rates of electro-catalytic degradation relate to oxygen evolution potential, and the higher the oxygen evolution potential, the better the performance of electro-catalytic degradation. The potential for oxygen evolution at the Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/PbO(2) anode is highest, then Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/MnO(x), following Ti/SnO(2)+Sb(2)O(3)/RuO(2)+PbO(2). The accelerated life tests at 60 degrees C and in 1.0 mol L(-1) aqueous H(2)SO(4) with an anodic current density of 4.0 Acm(-2) show that the service life is prolonged when the SnO(2)+Sb(2)O(3) interlayer coating are inserted between Ti substrate and active layers.     

ZrTi-V-Mn-Ni系贮氢合金的相结构与电化学性能研究*

优化合金组成,设计六种锆基AB2型贮氢合金材料。XRD分析表明,当0≤x≤0.5时,Zr1-xTix(NiCoMnV)2.1贮氢合金的主相都是Laves C15,但随Ti含量的增加,Laves C14相含量增多;当用V-Fe(85.6%)合金代替Zr0.6Ti0.4(NiCoMn-VFeCr)1.7中的V时,贮氢合金中Laves C14相的含量几乎可与Laves C15相当。电化学测试表明：Zr0.9Ti0.1(NiCoMnV)2.1贮氢电极的放电容量可达340mAh/g左右,但是随着Ti含量的逐渐增加,合金电极的放电容量降低很快。以适量的（V－Fe)合金取代Zr0.6Ti0.4(NiCoMnVFeCr)1.7合金中的V和Fe,发现合金电极的第一次放电容量就能达到200mAh/g左右,并且其容量稍高于含纯V的合金电极,容量可达315mAh/g左右。     

MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

利用冻融循环法制备了羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚乙二醇(PEG)-聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶。考察了不同质量配比下MWCNTs/PEG-PVA复合水凝胶的微观形貌变化,并研究了复合凝胶的溶胀性能、拉伸强度、热稳定及导电性能。结果表明,加入MWCNTs后MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶仍具有多孔的三维网状结构但孔径尺寸变小。当MWCNTs与PVA的质量比大于1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的孔洞均匀性降低。随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度及拉伸强度均先升高后降低。当MWCNTs与PVA的质量比为1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度达到最大(1450%),孔隙率最高(75.8%),拉伸强度及断裂伸长率达到最大值,分别为0.97 MPa和384.0%。MWCNTs的加入提高了MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的热稳定性,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至260℃;随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的电导率从1.10×10-6 S/cm升高至6.96×10-4 S/cm。