Ti/IrO2-RuO2-SnO2阳极的制备与性能研究

采用热分解法制备了Ti/IrO₂-RuO₂-SnO₂阳极，并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Ti/IrO₂-RuO₂-SnO₂阳极涂层进行分析；在硫酸溶液中对Ti/IrO₂-RuO₂-SnO₂阳极性能进行循环伏安曲线(CV)、极化曲线(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)测试。结果表明，添加Sn可细化涂层晶粒和改变涂层形貌，与Ti/IrO₂-RuO₂阳极相比，Ti/IrO₂-RuO₂-SnO₂阳极析氧电位更低、电催化活性更好。Sn质量为涂层氧化物总质量3%时所得Ti/IrO₂-RuO₂-SnO₂阳极综合性能最好，此时，阳极析氧电位为0.802 V(Vs.MSE),伏安电荷q=286.01 mC/cm,具...     

Ti/MnO2电极制备及对甲醇催化氧化

钛基二氧化锰涂层电极（Ti/MnO₂）被认为是一种有发展前途的阳极材料。本文采用电沉积方法制备了Ti/MnO₂催化电极,并用SEM对电极涂层进行了表征,利用循环伏安、阳极极化和塔菲尔图等电化学方法测试Ti/MnO₂电极的性能,以制备的Ti/MnO₂电极对甲醇进行电催化氧化,探究了电流大小、甲醇浓度、电解时间对甲醇电解率的影响。结果表明：Ti/MnO₂催化电极晶粒分布均匀,裂缝少,能够很好的覆盖钛基体,当电流强度控制在1mA,电解液浓度为0.4mg/mL,电解时间50min时,电极对甲醇的催化氧化活性最高,电解率达85.16%。     

Co改性的Ti/IrO2-Co3O4-SnO2-Sb2O5析氧涂层电极性能研究

为提升析氧电极催化性能及使用寿命，通过热解法制备了Co改性的Ti/IrO₂-Co₃O₄-SnO₂-Sb₂O₅四元氧化物电极。采用极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、交流阻抗图谱(EIS)及加速寿命实验研究了电极在硫酸溶液中的析氧催化活性及稳定性。结果表明，随着Co摩尔分数的增大，涂层表面的粗糙度先降低后升高，而电极的析氧活性及加速寿命均先升高后降低；当Co摩尔分数为50%时电极催化活性最佳，而当Co摩尔分数为30%时电极寿命最长，与Ti/IrO₂-SnO₂-Sb₂O₅电极相比寿命提高了约76.7%。电化学测试结果表明，Co改性电极催化活性的提高得益于反应控速步骤的改变、涂层表面反应位点数量的增大及电化学反应阻抗的降低。     

IrO_2-SiO_2涂层钛阳极的失效行为研究

为探讨氧化物涂层阳极的失效原因,采用热分解法在不同焙烧温度下制备了60%IrO2-40%SiO2/Ti氧化物阳极,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和循环伏安测试(CV)分析了阳极在硫酸溶液的强化电解过程前后表面形貌、涂层组成和电化学性能的变化。结果表明,IrO2-SiO2涂层钛阳极失效的主要原因是钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层。在强化电解过程中,低焙烧温度制备的阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落促进TiO2层的生长。高焙烧温度制备的阳极中已生成一定量的TiO2,在电解时加速电极的失效。600℃焙烧温度下制备的电极的强化寿命最高。     

微波合成SnO2/活性炭粒子电极及降解4-氯酚

以甘蔗渣为原料,KOH为活化剂,SnCl₄·5H₂O为修饰剂,采用微波法制备了SnO₂/活性炭粒子电极,对其进行了表征,使用线性伏安法和循环伏安法分析了粒子电极的电化学性能,以4-氯酚为目标污染物进行电化学降解实验,对降解机理进行了探讨。结果表明,SnO2成功地负载于粒子电极表面。在微波功率640 W、微波时间15 min、质量分数10%的KOH、质量浓度200 g/L的SnCl₄·5H₂O条件下制备所得粒子电极显示出最高的电子传导系数和最大的电化学活性面积。在以DSA板作阳极,钛板作阴极的三维电极反应器中,电解4-氯酚的质量浓度500 mg/L的模拟废水150 min,4-氯酚去除率达到96.15%。     

MnO2/Ti电催化膜的制备及其处理乳化油废水性能研究

通过简单可控的电沉积方法制备了一种高性能MnO₂包覆Ti基电催化膜(MnO₂/Ti)。系统地表征了所制备的MnO₂/Ti膜形貌、元素含量、价态分布和电化学阻抗以及循环伏安交流测试,并考察了流速和电流密度对MnO₂/Ti膜水处理性能的影响。结果表明,MnO₂均匀分布在Ti膜表面,电沉积MnO₂可以显著提高Ti膜电化学活性,增强Ti膜电催化氧化性能,从而提升Ti膜自清洁能力。在电流密度为10 mA/cm²,流速为1.5 mL/min的工作条件下,乳化油的去除率高达91%。此外,MnO₂/Ti膜具有良好的稳定性和可重复使用性能。氧化机理表明,MnO₂/Ti膜在电催化处理过程中具有直接和间接氧化活性,MnO₂涂层可提高Ti膜的直接氧化能力和·OH、O₂^·-产量。     

Ti/RuO2-IrO2网状阳极电催化析氯性能

开发高效和高选择性催化剂是工业电催化NaCl生产活性氯的关键。采用三电极体系研究不同目数(20、40、80、100)网状阳极DSA(尺寸稳定阳极)(Ti/RuO₂-IrO₂)的析氯性能，并通过COMSOL模拟电流密度分布的变化规律。结果表明：DSA-80具有最高的析氯活性，在1.175 V(Ag/AgCl为参比电极)电压下获得113.60 mA/cm²的电流密度和较小的塔菲尔斜率(28.09 mV/dec)。DSA的析氯活性随着网格目数的增加而不断增长，目数增加到100时析氯活性下降，这种现象源于不同目数电极的活性表面积差异。结合COMSOL仿真电解过程，电流密度分布的模拟和实验结果趋势一致，电流集中于电极边缘促进氯气析出。为提高工业可用电极电催化制氯性能提供重要参考。     

Ru-Ir/Ti阳极的制备及性能

采用热分解法和溶胶-凝胶法制备了Ru-Ir/Ti阳极涂层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试塔菲尔曲线、极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗等测试对两种方法制备的Ru-Ir/Ti阳极表面涂层的组织结构和电化学性能进行分析对比。结果表明,相较于热分解法,采用溶胶-凝胶法制备的Ru-Ir/Ti阳极涂层具有较均匀的形貌结构、较高的析氧电位和电催化活性。     

Ru-Ir-Sn-Ti/Ti氧化物涂层阳极的性能研究

采用热分解法,在钛基体上制备了具有不同中间层及不同金属元素配比的Ru–Ir–Sn–Ti氧化物涂层阳极,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、极化曲线、强化电解寿命和循环伏安曲线,研究了该氧化物涂层阳极的物理性能和电化学性能,并与Ru–Ir–Ti氧化物涂层阳极进行了比较。结果表明,以IrO2·SnO2为中间层的Ru–Ir–Sn–Ti(摩尔比16∶16∶4∶64)氧化物涂层阳极有较好的电催化性能,其强化寿命达432h。     

涂液浓度对Ti基IrO2–MnOx阳极涂层形貌及析氧性能的影响

采用溶胶凝胶法在TA1钛基体上制备了IrO₂–MnO_x涂层阳极，探析了涂液浓度对阳极涂层结构和电催化析氧性能的影响。结果表明，阳极涂层中的Ir会以金红石型IrO₂的形式存在，Mn则以非晶态Mn₃O₄的形式存在。阳极涂层表面呈现“类山脊状”形貌，涂液浓度的升高会提高涂层的结晶度和表面裂痕数量，但不会对涂层的表面粗糙度产生显著影响。阳极涂层的析氧催化活性表面积主要是易与电解液接触的外活性表面积，涂液浓度的变化对其影响较小。阳极的电催化析氧活性和稳定性随着涂液浓度的升高会呈现出先提高后降低的趋势。涂液浓度为0.3 mol/L时所得阳极的使用性能最优。在0.5 mol/L的硫酸溶液中，50 mA/cm²的电流密度下，其析氧过电位为280 mV，预计寿命长达3年。     

聚乙二醇改性不锈钢基PbO2电极的制备及性能研究

为了获得电催化性能优良的阳极材料,采用电沉积法制备了不锈钢基聚乙二醇(PEG)改性PbO2电极,通过SEM比较了电极改性前后的形貌变化,通过析氧曲线、Tafel曲线和循环伏安曲线的测量考察了电极材料的催化活性、耐蚀性能。结果表明:经PEG改性的PbO2电极表面平整致密,有较好的电化学性能,有利于难降解苯酚溶液的电催化氧化降解。     

聚苯胺中间层改性Ti/PbO2电极的制备及其降解性能

引入导电聚合物聚苯胺膜（PANI，polyaniline）对Ti/PbO₂电极进行改性，采用两步电沉积法成功制备出Ti/PANI/PbO₂电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)和交流阻抗(EIS)对制备的电极进行表征，以甲基橙为目标污染物，探讨了PANI的沉积时间对电极性能的影响，并研究了Ti/PANI/PbO₂电极对罗丹明B和4-硝基苯酚的降解性能。结果表明，PANI的引入未影响活性层PbO₂的晶相结构和形貌特征，但显著提高了电极的析氧电位，Ti/PANI/PbO₂的析氧电位可达3.43V。当PANI聚合时间为30min时，电极Ti/PANI-30/PbO₂的电化学性能和电催化降解效果最佳。在电流密度为30mA/cm²、污染物初始浓度为50mg/L、Na₂SO₄浓度为0.1mol/L的实验条件下，反应120min后，Ti/PANI-30/PbO₂对甲基橙、罗丹明B和4-硝基苯酚的去除率分别为99.8%、99.9%和94.0%。     

有机添加剂对Ru0.5Ir0.5O2/Ti电极性能的影响

通过向溶胶凝胶制备体系中加入有机添加剂四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丙基溴化铵(TPABr)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备了Ru0.5Ir0.5O2钛基涂层阳极.采用扫描电镜(SEM)、循环伏安法、极化曲线和强化寿命测试研究了电极的微观结构、电化学性能和稳定性.结果发现,加入TEAOH可显著增大涂层的真实表面积和减小电极的极化程度,从而大大提高电极的电催化活性,同时保持了电极的高稳定性.     

涂液浓度对IrO2–Ta2O5/Ti阳极涂层形貌及电化学性能的影响

采用Ir与Ta的物质的量比为7:3,Ir和Ta的总浓度分别为0.20、0.25、0.30、0.35和0.40 mol/L的涂液,以热分解制备了IrO_2-Ta_2O_5/Ti阳极。通过循环伏安法和极化曲线测试了涂层的电化学性能,通过扫描电微镜观察了涂层的表面形貌,通过强化寿命试验测试了涂层的耐腐蚀性能。结果表明,随着涂液浓度的升高,涂层的电化学活性有所提升,但泥裂状表面使得涂层加速失效。涂液中Ir和Ta的总浓度为0.25 mol/L时制备的阳极具有最优的电催化活性与寿命。     

新型Bi2O3/石英柱粒子电极对甲基橙的降解研究

通过浸渍焙烧法制备了Bi2O3/石英柱粒子电极,分别采用了扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射等表征手段对粒子电极的形貌、晶相和组成进行了表征。通过对甲基橙的降解,证明了粒子电极的电催化活性并优化了粒子电极反应参数。结果表明,氧化铋成功地负载在石英柱表面,且表明了三斜相的氧化铋具有良好的电催化性能;在电解电压为9V,粒子投加量为15g,初始质量浓度为200mg/L,电解质浓度为1g/L,曝气量为8L/min,处理120min后,对甲基橙的去除率可以达到95%,能耗为7.8kWh/kg(以COD计),明显优于二维电极体系,且经过5次重复使用后,粒子电极依然具有良好的电催化性能。     

Ti/nanoTiO_2-PAn复合膜电极催化降解甲基橙

利用溶胶-凝胶法和电化学聚合制得Ti/nanoTiO₂-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/nanoTiO₂-PAn复合膜电极的结构、表面形貌和性能进行了表征。以此电极对偶氮染料甲基橙进行了催化降解处理,研究了初始浓度、不同电极等因素对甲基橙电催化氧化降解的影响,结果表明Ti/nanoTiO₂-PAn复合膜电极对甲基橙具有较高的电催化氧化活性,其电催化活性优于Ti/nanoTiO₂电极。     

Ti/IrO2+MnO2电极在酸性溶液中的电化学活性表面积

采用涂覆热分解法制备不同成分的Ti/IrO₂+MnO₂电极,利用恒电位循环伏安法研究Ti/IrO₂-MnO₂电极在硫酸溶液中的电化学表面行为,并用直线外推法定量地评价电极的电化学活性表面积。结果表明,Ti/(0.7)IrO₂+(0.3)MnO₂的伏安电荷达到最高,为电化学活性表面积最大;随着电位扫描速率增大,伏安电流密度不断增加,而伏安电荷容量逐渐减少,直到维持恒定;所有Ti/IrO₂+MnO₂电极的“内部”电化学活性表面积远大于“外部”电化学活性表面积,约为“外部”电化学活性表面积的2倍,说明电极内部存在丰富的多孔结构,真实表面积巨大,因此Ir⁴⁺/Ir³⁺转化反应多发生于内电化学活性表面区域。     

酸性氯化铜蚀刻废液电解再生用阳极的筛选

采用热分解法制备了8种DSA涂层阳极,通过循环伏安曲线、极化曲线、强化寿命等测试研究了不同涂层的电催化性能。结果表明,RuIrTiSnMn/Ti涂层阳极在酸性蚀刻废液电解再生工艺的阳极电流密度范围内具有最高的析氯电位,且强化寿命高(为538h),涂层成本最低,可作为酸性蚀刻废液电解再生工艺用的阳极。     

Ce-PbO2电极的制备及对苯磺酰胺的电催化降解

采用共沉积法制备了铈改性二氧化铅电极，利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对电极表面微观结构和形貌进行了表征，同时测试了电极的电化学性能和电催化性能。结果表明：Ce-PbO₂电极表面结构致密，平均晶粒尺寸为17.83 nm，析氧过电位1.62 V(vs. SCE)，强化寿命可达74 h。在苯磺酰胺初始浓度50 mg·L^-1，电流密度40 mA·cm^-2,pH为6的条件下降解120 min后苯磺酰胺模拟废水的去除率为97.68%，化学需氧量(COD)去除率为62.45%。在40 mA·cm^-2的条件下对实际磺胺类废水处理4 h,COD去除率可达75.36%。     

超亲气泡沫铜纳米线电极电化学还原CO2性能

利用可再生电能进行电化学还原CO₂被认为是一种有前景的储能和减排技术,但在阴极发生析氢副反应,将降低电化学还原CO₂的性能。采用泡沫铜为基底制备铜纳米线电极扩展电极的电化学活性面积,然后通过十七氟癸基三甲基硅烷对电极进行亲气处理,使电极表面从疏气状态变为超亲气状态,从而强化气相反应物CO₂传质,增加反应三相接触线,提高电极的电化学还原CO₂性能。实验结果表明：与未亲气处理的泡沫铜纳米线电极相比,所制备的超亲气泡沫铜纳米线电极虽然具有较小的电化学活性面积,但其超亲气的特性更有利于CO₂的传质,抑制了电解液中氢离子的传输,有效削弱了析氢副反应的发生。在电解电位为-1.5V (vs. Ag/AgCl)时,H2法拉第效率降低了17.7%,电化学还原CO₂性能提升。