不同电沉积方法对Ti/Pb-WC-PANI复合电极催化活性及强化寿命的影响

为了筛选出更优的复合电极制备工艺,采用不同电沉积方法制备了Ti/Pb-WC-PANI复合电极。通过阳极极化曲线、扫描电镜、能谱和XRD分别对脉冲Ti/Pb-WC-PANI复合电极、直流Ti/Pb-WC-PANI复合电极及Ti/Pb电极的析氧特性、镀层形貌、成分和物相进行了分析;同时,对各电极进行了强化寿命测试,比较了不同电沉积方法对Ti/Pb-WC-PANI复合电极催化活性及强化寿命的影响。结果表明:脉冲Ti/Pb-WC-PANI复合电极具有良好的催化活性和强化寿命,具有作为阳极材料应用的价值。

Ti/nano-TiO_2-Pt复合电极催化甲醇氧化的研究

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备纳米TiO2(Ti/nano-TiO2)膜电极,再用电沉积法在纳米TiO2膜上修饰Pt微粒,制成Ti/nano-TiO2-Pt复合电极。用循环伏安法研究了纯Pt丝电极和Ti/nano-TiO2-Pt电极对甲醇氧化的电催化活性以及稳定性。结果表明:对甲醇氧化,复合电极比Pt丝电极具有更高的催化活性,且对甲醇氧化中间产物CO的吸附量少,因而不易中毒;复合电极载铂量达到一定值时,电极具有最强的催化活性。

CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极,以该复合膜电极为阳极、Cu为阴极,组装高效低耗的斜置双极液膜光催化反应装置,以活性艳红X-3B(RBR)为目标污染物,在可见光激发下进行光催化降解,探讨了电极制备条件对CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极光催化性能的影响,考察了不同条件对RBR脱色率的影响,并初步探究了可见光光催化降解RBR的机制。结果表明:(1)最佳制备条件为CeO2、TiO2摩尔比(简写为n(Ce∶Ti))1∶10、煅烧温度400℃。线性伏安曲线和紫外—可见漫反射谱图分析表明,该制备条件下得到的CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极具有较明显的可见光响应。(2)在RBR初始质量浓度为20mg/L、RBR废水循环流量为5.10L/h、初始pH为2.0的最佳条件下,可见光光催化90min时,RBR脱色率可达80.8%。(3)RBR光催化降解过程中的紫外—可见分光光度谱图分析表明,CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解RBR主要是使其发色基团即偶氮键断裂,并由苯环生成小分子有机酸等中间产物,而不能使其矿化。

Ti/Al层状复合涂层电极的制备及性能研究

利用热压扩散焊接工艺,分别在不同焊接时间条件下制备了结构为Ti/Al/Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2的层状复合涂层电极,通过扫描电镜分析了Ti/Al基体的组织结构和表面形貌,采用四探针法测量了复合电极基体电阻并测试了电极加速寿命。结果表明:基体焊接时间为120 min时,制备的Ti/Al基复合涂层电极表面活性物质Pb O2颗粒尺寸均匀细小且比表面积大,具有良好的电化学性能;与传统的Ti/Sn O2+Sb2O3/Pb O2相比,电阻率仅为纯Ti的1/10。加速寿命试验测得的电极寿命达46 h,具有良好的稳定性。

KF掺杂Ti/SnO2-Sb复合电极电催化降解处理酚醛树脂废水研究

以KF、SbCl3和SnCl2为原料在Ti基底上制备KF掺杂Ti/SnO2-Sb复合电极,并以CODCr去除率为指标,考察了该复合电极电催化氧化降解处理酚醛树脂废水的性能。结果表明,对于CODCr质量浓度为2060 mg/L的预处理后酚醛树脂废水,在槽电压为10 V,pH值为7,支持电解质Na2SO4的投加量为150 mg/L的电催化氧化降解处理工艺条件下,电解2 h后,CODCr去除率达93%。采用KF掺杂Ti/SnO2-Sb复合电极对酚醛树脂废水进行电催化降解处理,其CODCr浓度可明显降低。

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。

爆炸复合Pt/Ti电极的电化学性能

Pt/Ti电极作为一种优良的耐腐蚀复合材料,被广泛应用于海洋工业、氯碱工业及电子工业。根据铂层厚度及性能的差异,电镀与爆炸复合工艺均被广泛应用于Pt/Ti复合电极的工业化生产。采用SEM对爆炸复合Pt/Ti电极的表面及扩散层形貌进行了研究;采用PARSTAT4000型电化学分析仪对爆炸复合Pt/Ti电极试样的极化曲线(Tafel曲线)及循环伏安特性曲线(CV曲线)进行了测试,对比了电镀工艺Pt/Ti电极的电化学性能。结果表明,Pt/Ti复合电极的表面形貌对其电化学活性具有重要影响,爆炸复合工艺制备的Pt/Ti电极表面十分致密,沿着轧制方向具有明显的加工流线,抗腐蚀性能较佳;电镀工艺制备的Pt/Ti复合电极表面铂层呈颗粒状分布,增大了与溶液的实际接触面积,表面活性较好。

Pt-WC/Ti电极在酸性介质中的电催化析氢性能

通过复合电沉积技术制备出Ｐｔ－ＷＣ／Ｔｉ电极，并研究了Ｐｔ－ＷＣ／Ｔｉ电极在酸性介质中的电催化析氢性能，实验结果表明：复合电极的电催化析氢性能高于镀铂电极，性能的提高完全归因于电极比表面积的增加。

新型复合电极对偶氮染料分子的光催化降解

介绍了具有合成H2 O2 和光催化性能的双功能新型复合电极 ,并用X射线衍射、扫描电镜等方法进行了表征 .双功能复合电极是将TiO2 光催化剂负载在活性碳 (AC)和具有合成H2 O2 性能的新型载体空气电极上形成的 .在复合电极作阴极的光反应器中 ,·OH和TiO2 光催化剂的存在实现了光化学氧化与光催化氧化在同一电极 /溶液界面上的联合作用 .实验结果表明 ,复合电极对提高偶氮染料分子活性艳红 (K 2BP)的氧化降解速度起了重要作用 ,仅反应 3min ,脱色率可达 4 9% ;反应 80min ,偶氮染料分子COD去除率可达 4 7% .

Pt-ZrO_2/Ti电极在酸性介质中的电催化析氢性能

在研究钛基复合镀Pt-ZrO2电极镀层性能、碱性介质中电催化性能的基础上,为了试验电极在酸性介质中是否也有电催化作用及影响电催化作用的因素,再一次通过复合电沉积技术制备出Pt-ZrO2/Ti电极,用扫描电镜观察了电极表面形貌,进行了电极在0.5mol/L硫酸介质中的阴极极化曲线实验。结果表明,Pt-ZrO2/Ti电极在酸性介质中也有电催化作用且电催化析氢性能高于Pt/Ti电极,性能的提高除了较小的电阻外,较大的表面粗糙度是一个重要因素。用该复合电极代替铂电极使用,在性能和经济上来说具有一定的意义。

用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究

借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明:复合电极能吸附氘并生成TiD_x(x≤2),具备一定的储氚性能;在Ti与Si界面处出现了TiSi_2相,表明膜基间发生了合金化,这提高了复合电极与硅基体的结合强度,同时降低了接触电阻;10^(-4)Ω·cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见,Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。

复合电极材料在电解锌过程的应用研究

研究了新型复合电极材料(Ti-Al、Pb-Al)和Ti网电极材料在电解锌过程中的实际使用效果。通过与传统Pb-Ag合金电极在使用过程中槽电压、阴极产品上板量和质量、电流效率以及电能单耗等方面的比较,结果表明:采用复合电极材料作为基体,可不同程度的提高电极材料的使用性能,电极基体材料的改变能在一定程度上提升电解电流效率,降低能耗;新型复合电极材料对于改善阴极析出产品质量和降低杂质含量的效果明显;网状电极在使用过程中增强电解液的流动性增强,减少电极"气泡帘"的形成,提高了电极电流效率。因此,改变电极基体材料的组成结构不但改善了电极的性能,提高了产品质量,从而还可达到节能降耗的目的。

LiMn_2O_4/Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3复合正极材料的制备及性能

采用高温固相法分别制备Li Mn_2O_4和Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(P O_4)_3材料,分别以质量比8∶2和6∶4不同比例复合做正极材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征测试,恒流充放电、循环伏安法和电化学工作站研究其电化学性能,综合研究材料的性能。结果表明:质量比8∶2的样品颗粒分布比较均匀,边界清晰。通过电化学性能测试得出8∶2的样品首次冲放电效率可达到93.58%,纯的Li Mn_2O_4电极中样品的氧化还原峰更尖锐,电极反应速率快,氧化还原性能更好,纯的Li Mn_2O_4在0.1 C下循环50次后比容量保持率为90.3%。

不同维度炭材料对Li_4Ti_5O_(12)/C阳极电化学性能的影响

选取三种不同维度的炭材料[乙炔黑(AB)、纳米碳纤维(CNF)、膨胀石墨微粉(EG)]作为Li4Ti5O1(2简称LTO)的导电添加剂,研究了LTO/C复合电极的电化学性能。倍率放电以及电化学阻抗谱,结果表明在AB导电剂中添加CNF,形成了一个有利于电子输运的三维导电网络,LTO/(AB+CNF)电极表现出良好的大电流放电性能;二维结构EG的加入不利于锂离子的快速输运,降低了LTO的大电流放电性能。进一步研究发现,在LTO烧结前加入CNF能够形成外形规则、粒径小、分布均匀的LTO晶粒,进一步提高了材料的电化学性能。

Li_4Ti_5O_(12)/AC非对称型超级电容器的性能研究

本文采用青岛翰博科技有限公司提供的Li4Ti5O12电极材料和自制的AC/Li4Ti5O12复合电极材料分别与活性炭(AC)组装非对称型超级电容器,考察了恒流充放电等电容器性能。结果表明,在电流密度5 mA/cm2(289 mA/g)下,Li4Ti5O12/AC非对称型超级电容器的容量密度、能量密度、功率密度分别为51 F/g、56 Wh/kg、809 W/kg,高于对称型超级电容器(AC/AC)的电化学性能;并且当AC/Li4Ti5O12复合电极中Li4Ti5O12含量为30%时,AC/Li4Ti5O12/AC非对称型超级电容器的能量密度和功率密度相对较高,分别为117 Wh/Kg、760 W/Kg。

Ti/Al复合电极基体材料的界面扩散层

用固-固热压扩散焊接复合法制备Ti/Al复合电极,通过SEM、EDS、四探针法及电化学测试等技术对样品的结构与性能进行表征,与传统Ti电极对比研究了Ti/Al复合电极的性能。结果表明:焊接温度为540℃、保温时间为90 min制备的Ti/Al复合界面为结构稳定、导电性能优异的TiAl3单一物相层。此时复合电极的界面电阻最低,电化学性能最佳。通过第一性原理计算出4种Ti/Al金属间化合物的生成焓大小的排序为Ti3Al<TiAl<TiAl2<TiAl3,结合能的排序为Ti3Al<TiAl<TiAl2<TiAl3。从热力学角度解释了单一界面层扩散层TiAl3的生成机理,从扩散动力学计算出Ti/Al界面扩散层的生长动力学方程。

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6MPa、焊接温度550℃、氩气中保温时间≥90min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37～54mV,其电流密度至少可提高59.29%,电阻率仅为纯钛的1/10。

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。

Nano-Ti/TiO_2-PAn复合膜电极制备及其电催化降解对硝基苯酚

利用溶胶-凝胶法和电化学聚合制得Ti/nano TiO_2-PAn复合膜电极,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及循环伏安法(CV)对制备的Ti/nano TiO_2-PAn复合膜电极的结构和表面形貌进行了表征.以此电极对模拟污水进行了电化学处理,研究了nano TiO_2-PAn复合膜电极初始浓度、不同扫描速度、不同扫描圈数等因素对对硝基苯酚电催化降解影响,实验表明初始浓度为320 mg/L的对硝基苯酚,经Ti/nano TiO_2-PAn复合膜电极电催化降解1 h,降解率可达65.7%,在纳米有机体上聚合得到的聚苯胺复合膜具有良好的导电性,大大提高了电催化性能.

Ti/BDD/PbO_2复合电极在化学需氧量测定中的应用

以钛基掺硼金刚石为基体,采用电沉积的方法制备了Ti/BDD/PbO2复合电极,并将其用于化学需氧量(COD)的测定。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射谱图(XRD)表征了电极的微观形貌及结构,采用电化学工作站考察了电极对有机物响应特性。实验结果表明,在1.45 V的低电位条件下,线性范围为0.5～175 mg/L,检测限为0.3 mg/L(S/N=3)。采用Ti/BDD/PbO2复合电极测定法和重铬酸钾标准方法对市政污水、食品废水及印染废水的对比结果表明,2种方法的相对误差小于10%,具有良好的一致性。