钛基锡锰钌氧化物阳极的电化学性能

通过热分解法制备不同钌含量的钛基锡锰氧化物阳极。X射线衍射谱图显示所制备的电极的主要相态为金红石型β-MnO2;循环伏安曲线与稳态极化曲线测试表明随着钌含量的增加,电极上的氧化电流也快速上升,析氯的选择性提高;适量掺混钌可以增加涂层表面析氯反应活性点的数目,当钌的质量分数为2%时,反应活性点的数目达到最大;电化学阻抗谱研究表明掺杂钌明显减小电极氧化物涂层的膜电阻Rf和析氯反应的电荷传递电阻Rct,有效地提高电极的电催化效果。钛基锡锰钌涂层电极可用于制备次氯酸钠,NaC lO的生成速率为34.8mg/(L.m in)。

钛基钌系氧化物涂层阳极电催化水处理活性与失活

电催化氧化是一种环境友好型水处理技术。钛基钌系氧化物涂层阳极在电催化水处理中的活性与失活对其使用效率和寿命至关重要。钛基钌系氧化物涂层阳极电催化活性主要来源于氧化物原子桥位产生的活性位及表面电子态,活性机理可归为价态转变、晶格氧输运及原位吸附活性位的产生。阳极失活主要是涂层溶蚀、TiO2钝化膜生成和涂层“毒化”等原因造成。通过增加中间层、掺杂、构建梯度型涂层及消除p-n结等途径可抑制阳极失活,提高使用寿命。

不同浓度盐酸刻蚀对钛基锡锑钌氧化物涂层电极活性和寿命的影响

钛基体的酸刻蚀是钛基氧化物涂层电极能否在湿法冶金中应用的关键前处理步骤。采用不同质量分数(5%,10%,15%,20%,25%)的盐酸溶液刻蚀钛基体并制备钛基锡锑钌氧化物涂层电极。通过扫描电镜、电化学工作站及加速腐蚀测试对电极的表面形貌、电催化活性及强化寿命进行了表征,以获得钛基体刻蚀的最佳盐酸浓度。结果表明:随着盐酸浓度升高,钛基体表面腐蚀的程度加深,孔径变大,从纳米级至数微米,扩孔腐蚀起主导作用;随着盐酸浓度的升高,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位和电荷传递电阻先减小后增大,伏安电量先增大后降低;当盐酸浓度为20%时,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位最低,其值为274.6 m V(500 A/m^2),电荷传递电阻最低,为0.216 5Ω·cm^2,伏安电量最高,达0.029 9 C/cm^2;在150 g/L H2SO4溶液中以1 A/cm^2的电流密度条件进行加速寿命试验结果显示,浓度为20%的盐酸刻蚀后制备的电极具有最长的使用寿命,其电极寿命为80 h,是浓度为5%的盐酸刻蚀后制备的电极寿命的2.85倍。

嵌入二氧化锡纳米晶对热分解制备钌锡氧化物复合涂层钛阳极形貌结构和电化学性能的影响

通过溶胶凝胶法制备了SnO2纳米晶,并加入Ru-Sn涂液中刷涂到钛阳极上,经过热分解制备了SnO2纳米晶含量不同的RuO2-SnO2涂层。采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了涂层的相成分和结构,通过循环伏安法测试了电极的电容性能,通过析氧电位表征了电极的电催化活性。结果表明,引入SnO2晶种后,涂层最显著的变化是形成了SnO2、RuO2基固溶体和(Sn,Ru)O2金红石固溶体三相组织。当SnO2晶种的摩尔分数为20%时,电极具有最高的活性。

钛基钌-铱-锡-石墨烯阳极的制备及其性能

在Ru、Ir、Sn的摩尔比为17∶23∶60的三氯化钌+氯铱酸+四氯化锡涂液中加入0.4 g/L石墨烯,采用热分解法制备了钛基钌-铱-锡-石墨烯(Ru-Ir-Sn-G)复合氧化物阳极。通过扫描电镜、X射线衍射、加速电解寿命试验、极化曲线以及循环伏安曲线,对比研究了Ru-Ir-Sn-G复合氧化物阳极和Ru-Ir-Sn氧化物阳极的物理性能和电化学性能。与Ru-Ir-Sn氧化物阳极相比,Ru-Ir-Sn-G复合氧化物阳极表面涂层的裂纹更细、更平整,析氯-析氧选择性提高,加速电解寿命提高了41.41%,电催化活性提高了1.42倍。

钌锡氧化物复合涂层的制备与相结构特点

采用在涂液中引入不同含量的纳米SnO2晶种的方法,用溶胶凝胶技术制备30%RuO2-70%SnO2复合涂层钛阳极。本试验在通过引入的SnO2晶种的XRD衍射峰为内标,详细分析所制备的钌锡复合氧化物涂层的相结构和固溶状态。结果表明,可以获得具有不同SnO2晶种含量的RuO2-SnO2复合涂层钛阳极,其中SnO2种子经过第二次的500℃热处理,未出现明显的长大和成分扩散现象。同时观察到,不含晶种常规钌锡涂层是由(Sn,Ru)O2金红石固溶体相和RuO2所构成,RuO2为固溶体在加热过程中析出的相。采用Vegard公式初步计算,制备涂层中的Sn含量要明显低于名义含量。

Ti/IrO_2-Ta_2O_5-SnO_2氧化物阳极的锰中毒现象及其反向电解活化试验研究

制备了"锰中毒"的氧化物阳极试样,利用循环伏安测试等电化学方法和扫描电镜等物理表征手段研究了阳极中毒的原因,并研究了恒电流反向电解法清除阳极表面沉积锰的可行性。结果表明,阳极发生"锰中毒"现象,是因为阳极电位达到1.1 V时,Mn^(2+)会被氧化成MnO_2并在阳极表面形成沉积层。反向电解法可以有效活化锰中毒阳极,恒电流法反向电解的最佳电流密度为0.10 m A/cm^2。

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-Sn-Ti/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。

RuO_260%TiO_240%纳米材料的制备与表征

Ru Ti氧化物是电化学工业中常用的阳极材料之一 ,通常是采用热分解法制备。我们采用溶胶凝胶工艺制备纳米级RuO2 60 % TiO2 4 0 %氧化物材料 ,并对其组织结构特点进行分析。研究表明采用溶胶凝胶工艺获得了金红石型Ru Ti氧化物烧结体 ,未出现金属钌和锐钛矿等副反应产物。所制备的氧化物纳米晶在 4 80℃烧结后 ,其尺寸为 3～ 6nm ;在 60 0℃烧结后 ,尺寸约为 10～2 0nm ;80 0℃烧结后 ,晶粒尺寸约为 30～ 60nm 。