稀土Ce掺杂Ti基IrMn复合涂层电极的制备与性能

采用溶胶凝胶法在400℃条件下制备不同Ce含量的Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极,并运用SEM、循环伏安、析氧极化曲线、交流阻抗实验分析Ce掺杂量对Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极的微观结构和电化学性能的影响。结果表明:各涂层表面都是由带有裂纹的低洼区和致密的高隆区组成,当涂层中Ce含量为10%时,可以明显改善涂层电极的表面形貌与结构,增加比表面积。在电化学性能方面,相比不含Ce的IrMn电极,适量CeO_2可以提高Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极的电催化性能,并在10%的Ce含量时,Ti/IrO_2+Mn O_2+CeO_2电极的电化学活性达到最大。     

新型Ti/Al复合基体对传统Ti基PbO_2电极性能的改善

对比研究新型Ti/Al复合基体电极Ti/Al/Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2和传统纯Ti基体电极Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2的性能差异。通过改变Ti/Al复合基体的制备温度,探索制备新型电极的最佳工艺条件。运用SEM、EDS和XRD表征Ti/Al基体界面层与电极表面β-PbO2活性层的物相形貌。结合电化学测试技术,分析基体制备温度对电极电化学性能及寿命的影响。结果表明:Ti/Al复合基体的电阻率仅为纯Ti的1/10,该电极β-PbO2层的晶粒趋于细化且均匀,活性层比表面积增大,电化学性能均好于纯Ti基体电极。其中,在540℃获得的Ti/Al基体复合界面相为TiAl3,该复合基体电极的性能最佳。电极电阻较纯Ti基体电极降低43%,极化电位下降18%,在0.2 A/cm2的电流密度下,电位降低了320 m V。经强极化测试,该电极具有最大的交换电流密度j0与最低的析氧超电压η,工业使用寿命长达10.4年,高出传统电极50%,具有良好的应用前景。     

稀土Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2电极的电化学性能研究

采用热分解和电沉积的方法制备了稀土元素Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2耐酸阳极.用XRD、SEM表征了电极的物相和表面形貌,用CV、EIS测定了电极的电化学性能,并研究了Y掺杂对电极在强酸性溶液中使用寿命的影响.结果表明:Y以Y2O3的形式与SnO2形成半导体固溶体,使电极在高电流密度(4 A/cm2)下的预期使用寿命达到70 h;同时该电极的析氧电位高达2.1 V,且电极表面呈蘑菇状,电催化性较好,Ti/SnO2+Y2O3+MnOx/PbO2电极是一种较理想的耐酸阳极材料.     

SnO2-Li4Ti5O12复合材料的溶胶-凝胶法制备与表征

以SnCl4·5H2O、CH3COOLi·2H2O、(CH3(CH2)3O)4Ti和NH3·H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备SnO2-Li4Ti5O12复合材料粉末.采用热重和差热分析、X射线衍射、红外光谱、透射电镜和电化学测试等手段对复合材料的结构、表面形貌和电化学性能进行表征.结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的复合材料是一种核-壳结构的纳米复合材料.在复合材料中,Li4Ti5O12以无定形态包覆在SnO2颗粒的表面,其包覆层的厚度为20~40 nm.电化学研究表明,0.1C放电时SnO2-Li4Ti5O12复合材料粉末的可逆容量达到688.7 mA·h/g,0.2C放电时经60次循环后复合材料的容量保持率达到93.4%.由于复合材料中Li4Ti5O12能够有效吸收SnO2电极的体积变化,有效阻止循环过程中Sn颗粒的聚集,大大改善了SnO2的循环稳定性.     

烧结温度对热分解制备的RuO2电容性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、恒流充放电和电化学表面分析研究了热处理温度对Ti/RuO2电极结构和电容性能的影响。XRD分析结果表明,Ti/RuO2电极的晶化程度随制备温度的升高而逐渐提高;恒流充放电、功率-密度特性和电化学表面分析结果表明,电极的比电容随制备温度提高先增大后减小,在临界晶化温度附近300℃制备的Ti/RuO2电极拥有最高的比电容、能量密度和功率密度。     

高比能量Ti/(Ir_(0.3)Sn_(0.7-x)Ce_x)O_2电极材料的制备及其电化学性能

采用热分解法在360℃制备Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2三元氧化物电极材料(0x0.5)。采用X射线衍射(XRD)、交流阻抗和循环伏安法分析成分对Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明:适量的Ce可降低氧化物涂层中金红石相的晶化程度,优化氧化物涂层的结构,并提高Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的电容性能。当x=0.2时,Ti/(Ir0.3Sn0.5Ce0.2)O2电极的比电容达到414 F/g,约为Ti/Ir O2-Sn O2二元氧化物电极的3倍;该电容材料表现出很高的比能量特性,在4.97 k W/kg的高功率密度放电时,对应的能量密度达到82.88 W·h/kg。当x≥0.3时,随着Ce含量增大,氧化物涂层的导电性能和频率响应特性会遭到恶化,对电极的电容性能不利。因此,Ce的含量控制在0.2(摩尔分数)以内为宜。     

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.     

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。     

Preparation of Sb Doped Nano SnO2/Porous Ti Electrode and Its Degradation of Methylene Orange

利用热分解方法在多孔钛上制备了Sb掺杂纳米SnO2电极。也研究了该电极降解甲基橙的电化学性能。SEM和XRD测试表明,在多孔钛基体上可获得完整的、无裂缝的涂层。无裂缝的涂层表面由粒径范围在80~230 nm的Sb掺杂SnO2纳米颗粒组成。HRTEM测试结果表明,SnO2纳米颗粒由5~6 nm细小颗粒构成。在其余条件相同的情况下,强化寿命试验表明,Sb掺杂纳米SnO2 /多孔Ti电极的寿命远大于致密钛基体上的电极。Sb掺杂纳米SnO2 /多孔Ti电极可将浓度为100 mg/L的甲基橙溶液降解到8 mg/L,显示出该电极具有很强的有机物污染物电催化降解能力。并指出采用简单的表面处理技术,将使多孔钛具有很高的潜力被应用到有机污水降解领域     

纳米SnO_2/聚苯胺/环氧复合涂层的防腐蚀性能

采用原位氧化聚合法合成了不同质量比的纳米SnO2/聚苯胺复合材料,运用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)对材料进行表征,并在304不锈钢表面制备了纳米SnO2/聚苯胺的环氧涂层,利用电化学工作站和浸泡增重试验研究其耐蚀性能。结果表明,纳米SnO2/聚苯胺复合材料的防腐蚀效果优于聚苯胺,且当SnO2在复合材料中的质量分数为4%时,防腐蚀性能最佳。依据不锈钢表面复合涂层的结构,建立合理的等效电路,结合电化学阻抗谱数据,研究了纳米SnO2/聚苯胺/环氧复合涂层耐蚀性增强的机制。     

Photoelectrocatalytic activity of two antimony doped SnO2 films for oxidation of phenol pollutants

Two types of Sb-doped SnO2 films on titanium substrate were prepared by the combination of electro-deposition and dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4) and single dip-coating (Ti/SnO2-Sb2O4), respectively. The surface morphology and crystalline structure of both film electrodes were characterized using X-ray diffractometry(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). XRD spectra indicate that the rutile SnO2 forms in two films and a TiO2 crystallite exists only in Ti/SnO2-Sb2O4 electrode. SEM images show that the surface morphology of two films is typically cracked-mud structure. The photooxidation experiment was proceeded to further confirm the two electrode activity. The results show that the photoelectrocatalytic degradation efficiency of Ti/SnO2-Sb2O4 electrode with sub-layer is higher than that of simple Ti/SnO2-Sb2O4 electrode using phenol as a model organic pollutant. The Ti/SnO2-Sb2O4/SnO2-Sb2O4 photoanode has a better photoelectrochemical performance than Ti/SnO2-Sb2O4 photoanode for the removal of organic pollutants from water.     

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。     

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。     

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。     

十二烷基硫酸钠对IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-Mn/Ti电极电催化性能影响

采用涂刷-热分解法制备不同浓度阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-MnO2/Ti电极,通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对其微观形貌及物相组成进行分析;应用循环伏安、极化等测试手段,表征制备电极的电催化活性.结果表明,适量添加十二烷基硫酸钠能够改善IrO2-Ta2O5/SnO2-Sb-Mn/Ti电极的微观形貌,提高电催化活性.在本实验条件下,SDS最佳添加量是1.6 g/L,结晶化度高达99.83%.利用苯酚电催化降解实验和强化寿命测试进一步考察所制电极的电催化活性与稳定性,结果显示,在电流密度15 mA/cm2条件下电解180 min,SDS的加入使苯酚去除率由原来的68.5%提高到79.2%.COD去除率由60.1%提高到 67.5%,电催化性能得到提升,电极强化寿命由52 h延长至68 h.     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂Ti/SnO2 电极及其电催化性能

采用溶胶凝胶法制备了Sb掺杂Ti/SnO2电极,通过XRD,SEM,EDS及电化学测试、氧化物总量测试、加速寿命测试等技术手段,研究了Sb的掺杂对电极结构、形貌、电催化性能、使用寿命的影响。结果表明:Sb的掺入能有效改善电极的表面晶体结构和形貌,降低电极的苯酚氧化电位和液界电阻,提高电极的电催化效率;当制备的溶胶中锡锑比为9∶1时,制得的电极表面形貌平整、致密,稳定性和电催化效果最好。