锡锑中间层的铕掺杂量对 Ti / PbO2电极性能的影响

采用涂层热解法在Ti基体表面制备不同掺杂量的铕掺杂锡锑中间层,并在锡锑中间层的表面电镀上PbO2。对所制备的电极作LSV曲线,研究了电极的电化学性能;以对硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化活性;采用SEM,XRD等分析方法表征了电极中间层的形态、元素组成和结构组成,据此分析了电极的性质。结果表明,铕掺杂量对电极的各项性能有较大影响,制备电极时以n(Sn)∶n(Sb)∶n(Eu)=1∶0.1∶0.01为佳,该掺杂量下得到的电极析氧电位和电催化能力较高,表面涂层结构和覆盖度较好,电化学寿命达78.6 h。     

稀土Ce掺杂Ti/Sb-SnO2电极的电化学性能及应用

采用热分解法制备Ti/Sb-SnO2电极和Ti/Sb-SnO2/Ce电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和电化学实验技术对电极的表面形貌、物相组成和电化学性能进行表征。结果表明:Ti/Sb-SnO2电极表面形成了SnO2晶胞,经稀土Ce改性后SnO2晶粒明显细化,SnO2衍射峰强度变强且峰形宽化。Ti/Sb-SnO2/Ce电极峰电流值最大、表面稳定性增强和催化活性明显提高。在最佳工艺条件下,Ti、Ti/Sb-SnO2和Ti/Sb-SnO2/Ce电极对橙黄G目标污染物的去除率分别为46.6%、61.9%和94.9%,且降解过程均符合一级反应动力学模型,速率常数分别为0.0289、0.0633、0.1971min-1,Ti/Sb-SnO2/Ce电极的速率常数分别是Ti/Sb-SnO2电极的3倍,Ti电极的7倍,表明在电极表面涂层中掺杂稀土元素Ce可有效提高电极的性能。     

钌掺杂TiO2/Ti光电极的制备及光电催化性能

采用阳极氧化法制备贵金属钌掺杂TiO2/Ti光电极,用EIS、XRD和SEM对光电极的性能进行表征,并对亚甲基蓝进行光电催化降解。结果表明：钌掺杂后可增大TiO2/Ti光电极比表面积,提高其光电催化活性;在HF电解液中,阳极氧化制备钌掺杂TiO2/Ti光电极的最佳条件为：氧化电压为20 V,氧化时间20 min,热处理温度600 ℃;以紫外灯(125 W)为光源,在外加偏压0.2 V,钌掺杂TiO2/Ti光电极对亚甲基蓝光电催化120 min可完全脱色。     

添加Sn制备三元IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层

通过热分解法制备了含不同摩尔比SnO2的IrO2-Ta2O5-SnO2/Ti涂层.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析和测试了所获涂层的晶体结构和表面形貌特征;通过强化寿命试验测试其耐腐蚀性能.结果表明涂层中出现固溶体、表面形貌呈密实结构有助于涂层耐腐蚀性能的提高.添加SnO2含量较高时可导致涂层中析出SnO2,并降低涂层耐腐蚀性能.     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

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。     

涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂Ti/SnO2 电极及其电催化性能

采用溶胶凝胶法制备了Sb掺杂Ti/SnO2电极,通过XRD,SEM,EDS及电化学测试、氧化物总量测试、加速寿命测试等技术手段,研究了Sb的掺杂对电极结构、形貌、电催化性能、使用寿命的影响。结果表明:Sb的掺入能有效改善电极的表面晶体结构和形貌,降低电极的苯酚氧化电位和液界电阻,提高电极的电催化效率;当制备的溶胶中锡锑比为9∶1时,制得的电极表面形貌平整、致密,稳定性和电催化效果最好。     

SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极制备及其性能研究

采用热分解法制备了SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极,并将其用于苋菜红模拟染料废水处理。实验表明电极制备的最佳条件为:烧结温度为500℃,涂层数为6层,n(Sn):n(Sb):n(Ru)=10:1:1。通过XRD、SEM和CV对电极表面形貌、表面微观结构和电化学性能进行测试,结果表明:SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极表面晶体为四方金红石结构且晶型单一;表面晶粒细小平整,晶粒间结合紧密;具有较好的电催化活性和较长的强化试验寿命。     

Ti／TiO2-Pt修饰电极的制备及电催化性能研究

为了提高Ti／TiO2电极的催化性能，采用阳极氧化法在钛基体上制备出具有纳米管状的多孔Ti／TiO2薄膜，在此膜上采用阴极电化学沉积方法沉积Pt来制备Ti／TiO2-Pt修饰电极。用XRD，FESEM分析了沉积前后成分、晶相结构以及表面形貌的变化。结果表明：Pt优先沉积在Ti／TiO2管口以及管边缘处。用循环伏安曲线和极化曲线分析表明，沉积Pt的Ti／TiO2电极其电催化性能得到了明显改善。     

热分解法制备RuO2-IrO2/Ta超级电容器薄膜电极材料研究

用溶液涂刷热解法制备了RuO2-IrO2/Ta超级电容器薄膜电极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜电极材料的结构和形貌的分析表明制备的电极材料具有纳米尺度和多孔结构。热分析表明(RuO2-IrO2).nH2O/Ta的结晶转化温度约为327℃。在频率为100 Hz时经320℃/30 min处理涂刷5层的热分解法制备的电极在浓度为37%的硫酸溶液中获得最大电容为55mF/143 mm2。     

La掺杂的SnO2-Sb中间层对钛基IrO2+Ta2O5电极性能的影响

目的改善Ti/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化性能。方法用热分解法在钛基材上制备了La掺杂的SnO_2-Sb中间层,并以此作为基体涂覆IrO_2+Ta_2O_5活性层,制备了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射能谱(EDS)及X-射线衍射光谱(XRD)技术分别分析了中间层和活性层的表面形貌、元素组成及晶相结构。采用线性扫描伏安曲线(LSV)和强化寿命测试方法在硫酸溶液中分别研究了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化活性和使用稳定性。同时,考察了La的掺杂比例对Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5电极强化寿命的影响。结果相对未掺杂La的中间层,掺杂La后的中间层表面裂纹减少,有更高的析氧过电位和更低的析氧电流密度。La掺杂对活性层的表面形貌和晶相结构基本没有影响,但电极的析氧电流密度有所提高。通过测试不同La掺杂比例涂层电极的强化寿命,发现La最佳掺杂比例为nLa:nSn=0.5:100。和未掺杂La涂层相比,La最佳掺杂比例涂层电极的强化寿命提高了22.8%。结论相对于未掺杂的Ti/SnO_2-Sb/IrO_2+Ta_2O_5电极,La掺杂后的Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极析氧电催化活性和强化寿命都得到改善。     

制备方法对钌铱氧化物涂层析氯性能的影响

采用热分解法和Pechini法制备了RuO2-IrO2/Ti涂层。用XRD和电化学测试方法研究了制备方法对RuO2-IrO2/Ti涂层的组织和析氯性能的影响。结果表明,添加Ir组元后,涂层为RuO2和IrO2组成的金红石相,无单质Ru。当涂层含30%Ir时,涂层的综合性能最好,电量q＊达498.9 mC.cm-2。Pechini法制备的RuO2-IrO2/Ti涂层的析氯活性比热分解法制备的涂层好。     

Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极的研究

采用Pechini方法制备不同Sn含量的Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2纳米氧化物阳极,并运用SEM、EDX、XRD等分析手段和析氧电位、循环伏安、强化电解等方法对阳极的表面形貌、微观结构和电化学性能进行研究。结果表明,制备的氧化物涂层由(IrSn)O2固溶体和非晶态的Ta2O5构成,组成与名义成分基本一致。随着Sn含量的增加,氧化物涂层表面裂纹增多。Sn的加入使Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2氧化物阳极的析氧电位升高,稳定性降低。     

钛基RuO2-Ta2O5涂层电极材料的电容性能分析

采用热分解方法在钛基体上制备了(36%)RuO2-(64%)Ta2O5混合氧化物涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)以及恒流充放电测试研究了涂层电极的组织结构、表面形貌以及电容性能。结果表明:(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层以非晶氧化物为基体,带有少量纳米微晶RuO2的组织结构。在酸性溶液中,在50～900 mV/s的扫描速度下,Ti/(36%)RuO2-(64%)Ta2O5涂层电极的伏安曲线都具有近似矩形形状,表现出良好的电容特性和功率特性。以5 mA/cm2和10 mA/cm2放电,比电容分别为525.5 F/g和495.1 F/g。在经历2000次循环充放电后,电极的电荷储存能力仍未衰减,显示其优异的循环稳定性。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

Ti／IrO2-Ta2O5阳极的制备及其析氧电催化性能研究

通过热氧化技术在500℃条件下制备了一系列Ti／IrO2-Ta2O5阳极。采用线性扫描和循环伏安技术分析了不同铱钽比阳极涂层的析氧电流、电位和伏安电荷的变化规律，并结合扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）技术研究了Ti／IrO2-Ta2O5阳极的表面形貌、组成、结构对析氧电催化性能的影响。研究表明，在IrO2-Ta2O5涂层中，铱钽由于存在一定的互溶度而形成固溶体结构，铱钽互溶度与涂层中铱钽比有关且影响IrO2晶胞的大小。随着涂层组元IrO2含量的增加，涂层表面细小的IrO2晶体聚集体增多，析氧电催化活性增强；但当IrO2含量过多时，涂层附着力的下降和机械强度的降低对析氧电催化性能产生负面影响。IrO2-Ta2O5涂层的活性表面积不仅取决于活性组元IrO2的含量，还与涂层的结构有关。适宜的铱钽比才具有最大的催化活性。其原因可能在于涂层中加入的适量惰性元素钽与IrO2晶胞形成部分固溶体结构，增强了涂层附着力与机械强度，同时形成了多裂纹的网状表面结构，增加了涂层活性表面积，提高了电极的析氧电催化活性与电解稳定性。     

活性氧化物RuO2和IrO2结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的局域密度近似(Local Density Approximation,LDA)和广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation,GGA)方法,对金红石型RuO2和IrO2的结构进行了计算,获得了体模量、晶胞体积和键长等数据,分析了它们与实验数据的不同原因。结果表明:采用GGA和LDA获得的数据与状态方程式拟合很好,采用LDA计算的稳定状态下的系统形成能E0(绝对值)高于GGA计算的结果,而对超胞体积V0,则是LDA的计算结果小于GGA。两种方法计算出来的体积弹性模量相差将近50 GPa。采用LDA获得的体积弹性模量、晶胞体积、晶体参数和键长均优于GGA计算的结果。引入热膨胀系数对RuO2和IrO2晶胞体积的LDA的计算结果进行修正,可以得到与实验值非常接近的结果。