成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料。采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能。结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在。Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势。在Ta2O5含量为70mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2F·g-1。     

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%。     

纳米级二氧化钛的制备技术

从物理方法、物理化学综合法两方面综述了纳米TiO2的制备技术，包括所述各方法的原理、实施步骤、所得产品的特点及初步评价。提出了今后应解决的技术问题和研究方向。     

SnO2-NiO-IrO2/Ti的制备及电催化氧化甲基橙溶液的研究

因SnO2-NiO特殊的异质结结构,被用作气敏材料和超级电容器电极添加材料,在电催化氧化污水方面研究较少。本文通过添加活性氧化物IrO2提高其导电性来研究SnO2-NiO-IrO2电极电催化甲基橙溶液的效果。热分解法制备不同IrO2含量的Ti/SnO2-NiO-IrO2电极,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面(BET)、循环伏安法(CV)、交流阻抗谱法(EIS)、极化曲线(LSV)、总有机碳(TOC)、紫外可见光谱(UV)、强化寿命等方法系统研究Ti/SnO2-NiO-IrO2电极的电催化性能。结果表明：IrO2改变SnO2晶格中氧空位的浓度,使SnO2晶体结构中产生杂质缺陷,细化晶粒,进而增大复合氧化物涂层的比表面积和导电性,提高活性自由基向内层扩散的速度,从而优化电极的催化活性和稳定性。IrO2掺杂量为23.1%的电极对甲基橙具有最好的降解效果。IrO2掺杂量为23.1%时,电极对甲基橙具有最高降解率为93%,电解反应累加时间最高可达678 h。     

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。     

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.     

RuO_2-SiO_2粉末的制备及其组织结构表征

采用正硅酸乙酯的sol-gel法和RuCl3的Pechini法结合,制备了70mol%RuO2-30mol%SiO2二元氧化物粉末。采用红外光谱(FT-IR)、综合热分析、X射线衍射(XRD)、TEM和比表面(BET)等测试技术研究了产物的形成过程和组织结构。结果表明,晶体颗粒尺寸约为10nm。在200～600℃范围内,SiO2都保持非晶结构。200℃、400℃烧结的样品中晶体只有单质Ru。600℃时,90vol%的Ru被氧化为颗粒大小与Ru单质相当的RuO2。400℃烧结的样品比表面积最大,孔径最小。非晶SiO2可以有效阻止颗粒尺寸长大。这对于钛阳极涂层的制备非常有利。     

In-situ TEM Study on Mierostruetural Evolution of Nanostruetured TiO2

The effect of electron beam on the microstructures and phase transformation of nanostructured TiO2 heat treated at various temperatures for different time was studied by in-situ TEM and SAED. Anatase ex-situ heated at 250℃ and 360℃ transformed to rutile while irradiated by the electron beam. With the increasing sizes and distribution of the powders on the amorphous carbon, the process of phase transformation by the electron beam was encumbered. These evolutions may be due to the changes of vacuum atmosphere and the properties of powders.     

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。     

高压直流电场对5052铝合金在模拟海水干湿交替条件下腐蚀行为的影响

研究了0~400kV·m^-1直流电场强度下5052铝合金在模拟海水(质量分数3.5%NaCl溶液)干湿交替条件下的腐蚀行为。结果表明:随着电场强度的增加,铝合金的单位面积质量损失和腐蚀速率都增大,随着腐蚀时间的延长,单位面积质量损失增加,但腐蚀速率降低;在腐蚀初期(0~7d),铝合金表面主要发生点蚀,且随电场强度的增加,点蚀加剧;在腐蚀中期(7~15d),主要发生剥落腐蚀,且电场强度越大,剥落越严重;在腐蚀后期(15~30d),交替发生钝化、钝化膜破裂、微电偶腐蚀、剥落腐蚀过程。