银钌涂层钛阳极制备及电化学性能

通过对钛阳极使用银钌元素制备涂层,探究银钌不同配比和不同焙烧温度下所制备银钌涂层钛阳极的性能,通过扫描电镜和 X 射线衍射对钛阳极涂层的表面形貌和涂层的物相组成进行表征,采用循环伏安测试、极化曲线测试等对银钌涂层钛阳极的电化学性能进行表征。结果显示:涂层的银钌元素在制备的时候效果最好银钌元素配比为Ag:Ru=7:3,焙烧温度为350℃时所制备的涂层阳极性能最好;银钌涂层钛阳极具有其中添加银钌元素利用了其优良的导电性和电催化性。     

Ti/RuO2-IrO2 阳极在碱性体系的失效行为研究

钛基涂层阳极因其具有优良的电催化性活性和稳定性,在废水处理,氯碱工业、电解、海水防污、阴极保护等领域都有广泛的发展和应用。本论文主要以Ti/RuO2-IrO2阳极为研究对象,对其在碱性析氧条件下的主要失效机制进行了深入的研究。主要通过X射线衍射仪（XRD）、热场发射电子扫描显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析其失效前后的形貌和物相变化,利用标准强化电解寿命试验、电化学分析等手段探讨了Ti/RuO2-IrO2涂层阳极在碱性环境中的性能。结果表明,碱性体系中的强化电解并不是均匀的,可分为4个阶段;电极在碱性体系下的腐蚀是由外向内的,Ti/RuO2-IrO2涂层钛阳极的电解失效机制是物理作用和化学作用的叠加,物理变化主要表现为涂层变薄、裂纹加宽甚至剥落,化学变化表现为涂层中的贵金属氧化物逐渐被腐蚀,裸露出钛及其氧化物,导致电阻增大。     

Pb-Ag阳极涂层制备及其电催化析氧性能

基于提升湿法冶金中Pb-Ag阳极析氧活性、降低析氧过电位的目的, 通过电镀技术在室温条件下制备了一系列不同涂层的Pb-Ag阳极。采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的晶体结构和表面形貌进行了表征。并运用线性扫描(LSV)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)技术分析比较了不同阳极涂层的电化学性质。研究表明, 加入Mn²⁺、Co³⁺可促进阳极析氧反应的动力学过程, 其中加入Mn²⁺的作用强于Co³⁺; 同时加入Mn²⁺和Co³⁺的电极比单独加入Mn²⁺或Co³⁺离子的电极对析氧反应的促进更明显, 说明具有双复合涂层(PbO₂/MnO₂/Co₃O₄)的铅基阳极最能有效促进氧气的析出, 降低铅基阳极板的析氧电位。     

等离子喷涂碳化钛-硅化钛涂层的组织结构与性能

研究直接喷涂和反应喷涂合成的两种碳化钛-硅化钛复合涂层的组织结构与性能.通过等离子喷涂技术将两种不同复合粉(TiC-TiSi₂和Ti-SiC)分别喷涂在TC4钛合金表面制备成碳化钛-硅化钛复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、显微维式硬度计、划痕仪对所得涂层进行表征及测试.结果表明:等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得涂层中含TiC为58%,Ti₅Si₃为21%,TiSi₂为7%,Si为9%和SiO₂为5%,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层含有TiC(47%),Ti₅Si₃(40%)和SiC(13%);在等离子喷涂过程中Ti-SiC复合粉中的Ti与SiC发生了明显的化学反应,反应生成了TiC和Ti₅Si₃;等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层,具有更薄的层片和更小的晶粒尺寸.与等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层相比,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层具有更高的结合强度、更高的显微硬度(提高了18.7%)、更好的韧性及更好的耐划痕性能,这主要在于等离子喷涂Ti-SiC复合粉反应合成的碳化钛-硅化钛涂层中硬质相的相对含量更高且反应合成的碳化钛、硅化钛晶粒更细小.     

CeO2-Y2O3-ZrO2热障涂层研究进展

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命和隔热性能等要求的不断提升,传统的6%—8%Y₂O₃部分稳定ZrO₂(YSZ)热障涂层由于存在容易产生高温相变、变形剥落等问题,已难以适应未来高温等更加严苛的工作环境。CeO₂和Y₂O₃共同稳定的ZrO₂(CYSZ)涂层具有良好的高温相稳定性、较好的抗熔盐腐蚀性能,CeO₂的掺杂能使ZrO₂材料的热导率降低,提高涂层的隔热性能、热膨胀系数和抗热震性能。综述了国内外CYSZ热障涂层的研究成果和存在的问题,阐述了CeO₂掺杂对YSZ热障涂层性能的影响机制,并简要介绍了目前国内外CYSZ热障涂层及其材料的制备技术研究进展。     

酸性蚀刻废液再生用钛基电极的电催化与耐腐蚀性能

采用热分解法制备出二氧化铱涂层钛阳极.采用循环伏安曲线、强化腐蚀等方法对酸性蚀刻废液再生用二氧化铱涂层钛阳极的电催化性能、耐腐蚀性能进行研究;应用恒流腐蚀等方法对阴极钛片在盐酸介质中的耐腐蚀性能进行了测试.结果表明,在氧化还原电位为498mV的典型酸性蚀刻废液中,二氧化铱涂层钛阳极表面Cu+的起始氧化电位为0.441V(相对饱和甘汞电极);在HCl质量浓度2mol/L、Cu2+质量浓度20g/L的溶液中,在电流密度0.12A/cm2的条件下,阴极钛片的吸氢腐蚀增量为0.32mg/(cm2.d).     

基体温度对悬浮液等离子喷涂TiO2涂层性能的影响

采用悬浮液等离子喷涂技术(SPS),在不同基体温度下成功地制备了TiO₂涂层。通过研究基体温度对TiO₂涂层光催化性能及机械性能的影响,探究适合TiO₂光催化涂层的最佳基体温度。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、同步热分析仪、紫外-可见光谱仪等,对TiO₂涂层微观形貌、物相组成、光吸收性能进行了详细分析;通过光催化测试、结合强度测试和划痕测试,深入研究了基体温度对涂层光催化性能及机械性能的影响。研究结果表明：随着基体温度由250℃降到110℃,涂层的锐钛矿含量逐渐增加了15%,间接带间隙减小了0.5 eV,同时可见光吸收强度显著提高;在可见光照射下,亚甲基蓝去除率增加了11%;随着基体温度的降低,涂层的机械性能有所减弱,结合强度降低了12.28 MPa,划痕试验的正常临界载荷减小1.77 N。该研究为选择TiO₂光催化涂层最佳基体温度提供了重要依据。     

钛基Ce掺杂SnO_2-RuO_2电极的制备及其对焦化废水的电解处理

采用溶胶-凝胶法制备了经稀土元素Ce掺杂改性的Ti/RuO_2-SnO_2-Ce电极,利用SEM、XRD、EDS等分析方法对电极表面的形貌、物相和涂层成分进行了表征,利用CV曲线、LSV曲线等检测手段对电极的电化学性能进行了测试。以Ti/RuO_2-SnO_2-Ce电极为阳极,钛板为阴极,构建电化学氧化反应装置,并采用其对焦化废水进行电解处理。结果表明,Ti/RuO_2-SnO_2电极经稀土Ce改性后极板表面活性位点数量明显增大,金属涂层的结晶化程度明显增强,电极的催化氧化活性显著提高。室温条件下,保持pH值为7.83,在电流密度为30mA/cm~2,电解时间为30min时,焦化废水经电解处理后COD去除率可达91.63%,TOC去除率可达66.22%,UV254值下降到0.921。     

Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2阳极负载量对析氧电催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制得了Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2氧化物阳极,研究了涂层负载量对Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2阳极电催化性能和加速寿命的影响。析氧极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗图谱及加速寿命实验测试结果表明,涂层负载量对阳极性能有很大的影响,随着负载量的增加,阳极的活性表面积增多,伏安电荷量Q*和双电层电容Qdl迅速增加,当负载量大于7.5g/m2后,增速明显放缓;同时阳极的加速寿命值也呈现出相同的趋势,在负载量为12.5g/m2时,阳极的加速寿命值达到最大。     

钼合金双层结构MoSi2涂层的制备与组织性能

采用料浆烧结法在TZM钼合金表面制备Mo层,再通过包埋渗法制得双层结构的MoSi₂厚涂层。利用内热法在大气环境下测试了钼合金Si-Mo涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化性能。结果表明,涂层由多孔MoSi₂外层和致密MoSi₂内层组成,Mo粉细化对涂层组织致密化和高温抗氧化性能提升有益,平均粒度9.8 μm和2.2 μm的Mo粉制备的涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化寿命分别为5.1 h和14.8 h,高温氧化后涂层结构转变为SiO₂氧化层-多孔MoSi₂层-致密层-Mo₅Si₃层。随着氧化持续进行,SiO₂层和Mo₅Si₃层不断增厚,而MoSi₂层持续减薄并转化为Mo₅Si₃,硅元素的持续贫化导致涂层最终失效。     

网固定TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用TiO₂胶体合成-不锈钢金属网表面浸渍提拉法镀TiO₂胶体膜-焙烧工艺制备网固定TiO₂薄膜光催化材料,并以偶氮染料废水为降解对象,研究了镀膜次数、焙烧温度以及偶氮染料初始浓度对材料光催化活性的影响。结果表明：镀膜5次后在700 ℃下焙烧2 h,可以得到光催化性能优异的金属网固定TiO₂薄膜。用该制品对浓度为27 mg/L的偶氮染料废水光降解3 h,降解脱色率达到99.07%。TiO₂晶体膜在金属网表面键合牢固,重复使用仍保持良好的光催化活性。     

微波制备人造金红石及其相转变的研究

天然金红石是生产钛白粉的重要原料之一。目前,可利用的高品位天然金红石资源日渐枯竭,探索一种在较低能耗以及较小环境污染下生产人造金红石的方法已日趋迫切。微波加热技术现已广泛的应用于试验和工业生产中,与传统加热相比,有着选择性加热,加热速度快等优点。本文以云南高钛渣为原料提出一种微波加热制备高品质人造金红石产品的新工艺,并利用X射线衍射,扫描电子显微镜,能谱分析等方法对产物进行表征与分析。XRD分析结果表明,高钛渣的主要成分是铁钛氧化物的固熔体,其中的二氧化钛大多是以锐钛矿形式存在,也含少量的金红石相。经过微波焙烧后,锐钛矿的峰已经消失,金红石的峰增强。SEM-EDAX分析结果表明高钛渣表观型貌图中高钛渣颗粒表面比较光滑、平整,但经微波焙烧后物料生成了一些形状不是很规则的短棒状体,这些棒状体即为金红石相。     

TiO2 对黄金尾砂微晶泡沫玻璃非等温析晶活化能的影响

以黄金尾砂为主要原料,改变原料中晶核剂TiO2的掺量,制备微晶泡沫玻璃.运用差热分析(DSC)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究TiO2掺量对微晶泡沫玻璃析晶与发泡的影响.结果表明,随着TiO2含量的增加,析晶活化能呈现出先减小后增大的规律,当TiO2添加量为3.5％时,析晶活化能较小,为95kJ/mol;同时微晶泡沫玻璃析出的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为钙长石(CaAl2Si2O8);当TiO2添加量为3％～4％时,制备得到的微晶泡沫玻璃具有良好的物理性能;主晶相硅灰石(CaSiO3)不随TiO2的添加改变,并且TiO2能促讲晶相牛长.     

提高太和铁矿钛强磁选回收率的试验研究

为提高太和铁矿选钛工艺强磁选部分的回收率,提出了在原一段和二段强磁选工序中分别增加1次SLon磁选机扫选作业的方案,并按该方案进行了实验室试验。试验结果表明,增加2次SLon磁选机扫选作业可显著强化强磁选部分对钛的回收能力,所获强磁选钛精矿的TiO₂回收率比目前现场生产所获强磁选钛精矿的TiO₂回收率提高了16.21个百分点,而且强磁选钛精矿的TiO₂品位不受影响。     

在硫酸体系中高电流密度下活性涂层钛阳极的研究

研究了一种贵金属涂层钛阳极，它由钛基体，中间保护层和表面活性层组成，它适用于酸性溶液，特别是硫酸体系电解液中高电流密度下的放氧反应过程，本文报导了电要制备和涂层筛选，电极极化曲线和强化寿命试验表明，此电极涂层具有高放氧催化活性，强抗腐蚀性和长使用寿命，用于铜箔电解和表面处理过程中能改善操作和提高产品质量。     

滤纸模板法制备Ag-SnO_2电接触材料

首先以纳米SnO_2粉体和Ag NO3为原料,滤纸为模板,通过浸渍、煅烧制备了Ag-SnO_2复合粉体,然后利用Ag-SnO_2粉体为原料,采用压制、烧结工艺制备了Ag-SnO_2电接触合金。进一步通过XRD和SEM等分析手段对所制备的复合粉体和合金样品进行表征,并借助TG-DSC对滤纸前躯体的分解过程进行分析,同时研究了不同纳米SnO_2含量对Ag-SnO_2电接触合金组织和性能的影响。结果表明,所制备的Ag-SnO_2复合粉体由四方相金红石型结构的SnO_2和立方相的银组成,模板去除干净,无杂质引入。由于滤纸模板的引入使得SnO_2颗粒弥散分布于银基体中。随着SnO_2含量的增加,Ag-SnO_2电接触合金的硬度有上升趋势,但高氧化物含量也导致模板的分散效果变差,使得合金的电导率和致密度逐渐降低。