涂液浓度对IrTaSnSb钛基氧化物阳极析氯活性的影响

采用热分解法及不同浓度涂液制备了IrTaSnSb钛基阳极,使用扫描电镜观察阳极微观表面形貌,采用电化学方法研究了析氯活性,并测试了电流效率和强化电解寿命。结果表明,不同涂液浓度制备的阳极表面形貌存在明显差别,导致析氯活性随着涂液浓度的增大呈现先升高后降低的趋势;0.30 mol/L涂液制备的阳极电流效率最高,这是因为细小均匀的裂纹增加了涂层的真实活性表面积,提高了阳极析氯活性;在阳极涂层载涂量接近情况下,低浓度涂液制备的阳极表面较平整致密,钛基体不易被氧化生成TiO_2钝化膜,强化电解寿命最长。综合考虑,0.30 mol/L涂液制备的阳极具备较高的析氯活性和强化电解寿命,此浓度是较理想的涂液浓度。     

电解海水防污用钌系金属氧化物阳极的研制

为了提高电解海水防污用钌系金属氧化物阳极的析氯电流效率、强化电解寿命、耐正反电流交替电解性能及抗Mn2+污染性能,采用热分解法制备了不同配比的RuO2-IrO2-SnO2和PtO2-RuO2-IrO2-SnO2氧化物涂层阳极,通过对2种阳极的形貌、强化电解寿命、耐正反电流交替电解性能、析氯电流效率及耐Mn2+污染性能的对比,研究了Pt组元对阳极性能的影响.结果表明:RuO2-IrO2-SnO2氧化物阳极具有较高的初始析氯电流效率和较长的强化电解寿命,表现出优良的抗Mn2污染性能;通过添加适量Pt组元制备的PtO2-RuO2-IrO2-SnO2氧化物阳极除具备上述优点外,还具有优异的耐正反电流交替电解性能.     

船舶压载水处理用Ti/IrO_2-Ta_2O_5-SnO_2-Sb_2O_5氧化物阳极的性能

为使船舶压载水处理系统适应低温与低盐海水的使用工况,采用热分解法在TA2钛板上制备Ti/Ir O_2-Ta_2O_5-Sn O_2-Sb_2O_5氧化物阳极。运用循环伏安、析氯电位、电流效率、强化电解等方法及扫描电镜、能谱仪等分析手段对氧化物阳极的电化学性能和表面形貌进行分析,并与商用钌系阳极进行性能对比。结果表明:Ti/Ir O_2-Ta_2O_5-Sn O_2-Sb_2O_5阳极具有优良的析氯反应活性与稳定性,电流效率达88%,强化电解寿命达540 h,与商用钌系氧化物阳极相比,该阳极在低温与低盐海水中具有更高的析氯活性。     

含Pd-PdO纳米涂层钛阳极的电催化活性研究

从提高钛阳极在析氯环境的电催化活性出发,用溶胶-凝胶法制备了纳米级Pd-PdO/Ti涂层钛阳极。采用XRD分析了涂层的成分及相结构,测试不同烧结温度获得的阳极的电极电位和循环伏安曲线。研究结果表明,Pd-PdO/Ti涂层钛阳极具有极高的析氯电催化活性。     

元素掺杂Mn复合氧化物阳极电解海水的催化性和稳定性

主要研究阳极电沉积法制备的掺杂Mo、Fe、V等不同元素Mn复合氧化物电极电解海水过程中的电催化活性和稳定性。阳极电沉积法制备了MnMo,Mn-Mo-Fe,Mn-Mo-V和Mn-Fe-V 4种不同元素掺杂的Mn复合氧化物阳极材料。X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和析氧效率分析表明,Mn-Mo、Mn-Mo-V、Mn-Mo-Fe、Mn-Fe-V阳极材料均为γ-MnO2晶型,初始析氧效率均可以达到99%以上;电解海水过程中Mn-Fe-V阳极最稳定,能保持较高的析氧效率,电极析氧效率下降的主要原因是阳极表面的溶解和剥落。     

含硅钛阳极的制备及其电催化性能研究

为了研究硅组元对RuO2/Ti阳极电催化活性的影响,采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了不同成分配比的RuO2-SiO2/Ti阳极,通过电极的析氯电位、析氧电位测试以及循环伏安性能测试,研究了所制备涂层的电催化活性.测试结果表明,在涂层阳极中引入Si可以提高涂层阳极的电催化性能,且Si引入的最佳值为0.1,0.3(摩尔分数).Ru-Si涂层阳极电催化性能提高的原因在于Si的引入可以增加涂层的活性表面积.     

Ru对电解海水用Ti/Ir-Ta-Sn-Sb阳极性能的影响

钌系阳极在电解制氯行业具有良好的应用前景,但在电解低温、低盐度海水时寿命损耗较快,铱系阳极在电解海水时表现出优良综合性能,但价格较贵。本文通过在铱系阳极中添加钌,研究钌对铱系阳极性能的影响。结果表明:Ru的添加使铱系阳极涂层表面形成了不规则的"凹凸"形貌,阳极表面积增加,提高了电流效率,但同时也出现Ru的聚集,说明Ru与铱系阳极无法形成稳定的固溶体,从而降低了寿命。     

海水介质中阴极保护用涂层钛阳极的制备及其性能研究

为了提高钛阳极在阴极保护中应用的可靠性和使用寿命,用热分解方法制备了复合金属氧化物(MMO)涂层钛阳极,研究了阳极寿命与基材表面处理、涂敷量、温度、电流密度及涂层损耗率之间的关系.结果表明:基材喷砂增强了钛基体与涂层的结合力,增加涂敷量能够提高阳极寿命,而提高温度和电流密度对阳极寿命有不利影响,阳极涂层损耗率几乎为0.所研制的RuIrTiSnCo涂层钛阳极具有良好的电化学稳定性和较长的寿命,强化寿命达到96 h,约为次氯酸钠发生器标准的5倍,是海水介质外加电流阴极保护中比较理想的辅助阳极.     

钛基涂层不溶性阳极的开发与研究进展

钛基涂层不溶性阳极(DSA)已在电解和电镀工业中得到了广泛的应用.为此,介绍了近年来国内外在新型不溶性阳极的研究和开发方面的重要工作和进展,包括涂层钛阳极新的制备方法及活性涂层组成等.同时,简要介绍了关于钛基涂层不溶性阳极的作用机理及失效机理方面的研究进展.     

TiB2基RuO2+TiO2涂层的电催化性能

用磁控溅射法在钛基体表面溅射TiB2中间层,以此为基体用热分解法制备了(Ru,Ti)氧化物涂层钛电极,用SEM、XRD、电化学工作站等手段对样品的性能和结构进行了表征。结果表明,含TiB2中间层的钛阳极表面涂层具有非连续状裂纹结构,钛基体和氧化物涂层的界面呈现紧密结合的状态,其电催化析氯性能优于传统钛阳极。选用TiB2中间层作为催化电极的载体,可改善基体和氧化物涂层的结合,延缓涂层的脱落,可避免基体和涂层间生成TiO2电阻膜,延缓涂层的失效;加入TiB2中间层可降低内阻,改善电子的传输能力,降低析氯电位,提高电极的催化活性和节能降耗。     

Effect of the preparation methodology on some physical and electrochemical properties of Ti/Ir<Subscript><Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript>Sn<Subscript>(1−<Emphasis Type="Italic">x</Emphasis>)</Subscript>O<Subscript>2</Subscript> materials

The aim of this work was to prepare electrodes based on the Ti/Ir _x Sn_(1−x)O₂ composition, as well as test their stability toward the chlorine evolution reaction (ClER). To this end, two different preparation routes were investigated: thermal decomposition of polymeric precursors (DPP) and standard decomposition using isopropanol as solvent (SD/ISO). A systematic investigation of the structural, morphological, and electrochemical properties of the anodes with a nominal composition of Ti/Ir _x Sn_(1−x)O₂, prepared through the two different methodologies, was carried out. The oxide layer surface morphology, microstructure, and composition were investigated by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques prior to and after accelerated life tests. EDS analyses following total deactivation of the electrode gave evidence of a relatively large content of Ir in the coating. XRD results showed there was formation of solid solution between IrO₂ and SnO₂, and the degree of miscibility of these solutions is controlled by the preparation method. Thus, the DPP method led to phase separation and large interval of immiscibility between the oxides analyzed. On the other hand, the SD/ISO method led to formation of solid solution for all the investigated compositions. The SD/ISO method produced materials rich in Ir, so the electrode lifetime was much longer if compared with the DPP counterparts.     

混合氧化物涂层钛基阳极的性能及其电子防腐蚀

辅助阳极是电子防腐蚀系统的关键部件之一,为提高其性能及寿命,利用热分解法制备了Ru-Ir-Sn-Ti混合氧化物涂层钛基阳极,用SEM,XRD,动电位极化曲线、强化电解寿命试验和热水器内胆电子防腐蚀试验考察了不同Sn含量的混合氧化物涂层钛电极的性能。结果表明:Ru-Ir-Sn-Ti混合氧化物涂层覆盖良好,呈均匀龟裂状;添加适量的Sn能提高涂层的电化学活性,含10%(摩尔分数)Sn涂层的电化学性能最优;含30%(摩尔分数)Sn涂层的强化电解寿命达58 h;混合氧化物涂层钛阳极在输入很小的电压时,能有效防止水下搪瓷碳钢在高硬度热水中的腐蚀,且能使阴极材料表面沉淀一层钙质层,增强了保护效果。     

Performance characterization of Ti substrate lead dioxide electrode with different solid solution interlayers

In this study, Ti substrate was coated by three different mixed oxides (SnO₂–Sb₂O₅, RuO₂–TiO₂, IrO₂–Ta₂O₅), then PbO₂ was electrodeposited on them to prepare PbO₂ electrode. The microstructure of the solid solution interlayers and PbO₂ coatings was characterized by scanning electronic microscopy and X-ray diffraction. The results indicated that the above oxides interlayer exited in the form of solid solution and the interlayer covered the Ti substrate largely. Accelerated life test proved that the presence of solid solution interlayer can increase the stability of PbO₂ electrodes in electrolysis. Cyclic voltammogram indicated that the PbO₂ electrode with the solid solution interlayer have more active surface area in sulfuric acid solution. Linear scanning voltammograms showed that the over potentials of the oxygen evolution are decreased with the addition of the solid solution interlayer. Electrochemical impedance spectroscopy showed that the presence of interlayer can increase the electrochemical activity of oxygen evolution reaction and electrical conductivity.     

多元中间过渡层钛基氧化锰电极的寿命及电化学性能

采用热分解法制备了不同中间层的钛基氧化锰电极,利用SEM、XPS和XRD方法对电极进行了表征,应用加速寿命试验方法测试了电极在60℃、1.0mol/L H2SO4溶液中的预期使用寿命,同时测定了酸性溶液中该类电极的动力学参数(a、b、i0),运用双位垒模型讨论了电极的电化学性能。结果表明,具有RuO2+SnO2+MnO2+Sb2O4固溶体中间层的钛基氧化锰电极在高电流密度下(4A/cm2)的寿命可高达58h,电化学动力学表明该电极在酸性溶液中的析氧活化能较低,a值较小,i0值较大,是酸性溶液中较好的析氧电极材料。     

Ti基IrO2+Ta2O5阳极的电化学特性

测量了Ti基IrO2 Ta2O5混合氧化物涂层的电化学阻抗谱（EIS），研究了Ti基IrO2 Ta2O5混合氧化物涂层阳极在H2SO4溶液中的电化学表面结构以及电化学行为，这种涂层阳极具有多层电化学结构，低频段的阻抗行为对应电极外表面/溶液界面的阻抗特性，高频段对应内表面/溶液界面的电化学特性和电极的物理阻抗。在析氧电位下，由于析出氧气的冲击，电极表面的总反应面积增大，而且析出的氧气对电极表面的改性受表面涂层的组织形态影响很大，由于晶粒的最细化，这种改性作用在IrO2含量为70%时最为明显，制备温度的升高使氧化物电极的多孔结构变得不明显，致密度上升以及活性表面积下降。     

改性SnO2电极的制备及电催化性能研究

为了研究3种掺Sb、掺Ru和掺Ru、Ce钛基SnO2电极的性能,以热分解法制备了改性钛基SnO2电极.利用扫描电镜和X射线衍射分析方法表征了电极的表面形貌和晶体结构,通过加速寿命实验考察电极的使用寿命,并以邻硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化性能.实验结果表明:Ru和Ce的掺杂减小了晶体颗粒的尺寸;Ti/Ru-Ce-SnO2电极的使用寿命远远高于Ti/Sb-SnO2电极;用Ti/Sb-SnO2电极电催化氧化降解ONP时,溶液中的COD去除率是最高的(80.3%),比Ti/Ru-Ce-SnO2电极的去除率(78%)略高;Ti/Sb-SnO2电极对ONP的去除速率是最快的,同时Ti/Ru-Ce-SnO2电极对ONP的去除速率与前者相比相差不大.因此,Ti/Ru-Ce-SnO2具有较高的电催化性能和高的使用寿命,综合分析认为Ti/Ru-Ce-SnO2电极具有更好的应用前景.     

表面活性剂对Ti/IrO2+Ta2O5阳极性能的影响

采用热分解法和Pechini法制备了Ti/IrO2+Ta2O5阳极,通过SEM、极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试手段,研究表面活性剂对Ti/IrO2+Ta2O5阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明,加入适量的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可以明显改善涂液的涂刷性能;与热分解法相比,阳极表面呈现较多的龟裂纹,而且裂纹变宽加深,其电化学活性表面积增大,析氧电催化活性提高,但稳定性降低。     

Research on electrochemical behavior of titanium-supported anodic coating in electrolytic anti-fouling of brine

By electrochemical techniques, the electrochemical behavior of four-type titanium-supported anodic coating was studied in electrolytic anti-fouling of brine. The results indicated that the electrochemistry performance of Ti–Ir–Ru anode was the best and ideal anode electrode material of anti-fouling for electrolyzing brine. The auger electron energy spectrum (AES) detected that the surface of Ti–Ir–Ru anode enriched O, Ru and Ir element, while had lower Ti element. X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed the surface of the Ti–Ir–Ru anode was composed of (Ru,Ti)O₂ solid solution and IrO₂. Ti–Ir–Ru anode had good electrochemical performance and chemical stability in electrolyzing the seawater because it had superficial chemical effect and insulate action.     

氧化物电解池阳极用铁酸镧粉体的制备及性能

采用溶胶-凝胶自蔓延法合成锶掺杂铁酸镧粉体,在此基础上制备锶掺杂铁酸镧与钇稳定的氧化锆的复合材料,并研究该材料应用于固体氧化物电解池阳极的各方面性能。通过X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等手段,研究该材料的化学稳定性及微观结构。通过动电位扫描研究了该阳极材料的电化学性能。透射电镜分析显示:以该方法制备得到的锶掺杂铁酸镧粉体粒径在20～50nm之间,颗粒形状较为规则。扫描电镜结果显示:经过1200℃、2h的烧结后,复合阳极与电解质结合紧密,阳极材料内部孔隙均匀,钇稳定的氧化锆与锶掺杂铁酸镧两相各自形成连通的网络结构。对锶掺杂铁酸镧-钇稳定的氧化锆阳极复合材料的电化学性能及热循环稳定性进行了研究,结果显示复合阳极表现出较高的电催化活性以及较好的耐热循环稳定性。     

溶胶-凝胶法制备Ru15Ir15SnxTi70-x/Ti氧化物涂层阳极及其性能研究

应用溶胶-凝胶法制备了Ru15Ir15SnxTi70-x/Ti氧化物涂层阳极。强化寿命实验、SEM、电子探针、XRD、极化曲线、电流效率和循环伏安等实验表明,制备的电极涂层元素分布均匀,加入Sn元素后电极的析氯和析氧电位都有所提高,继续保持了较大的氧氯电位差和较高电流效率,在Sn含量为20%,60%和70%时,电极的寿命显著提高,Sn含量为20%的电极在淡海水中仍保持了较高的电流效率,是一种可以应用于淡海水中的电极。