含銥鈦氧化物中間層的氧化物陽極制備及應(yīng)用.pdf

1、首次以納米TiN粉體和氯銥酸的混合液為涂液，采用浸漬-熱分解法制備了含TiO2-IrOx中間層的Ti/TiO2-IrOx/IrO2和Ti/TiO2-IrOx/IrO2-SnO2涂層陽極，利用電化學(xué)測試技術(shù)和物性分析手段對其電催化活性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，比較了Ti/TiO2-IrOxIrO2電極與傳統(tǒng)的Ti/IrO2的電催化活性和穩(wěn)定性，初步研究了含TiO2-IrOx中間層的Ti/TiO2-IrOx/IrO2-SnO2涂層陽極用于海水脫硫的

2、電催化活性。 Ti/TiO2-IrOx/IrO2涂層電極作為析氧陽極： (1) XRD分析表明：在500℃的熱分解溫度下，納米TiN轉(zhuǎn)化為以金紅石相為主的二氧化鈦，與二氧化銥形成了固溶體，并且與鈦基體形成了共格結(jié)合界面。 (2) SEM照片觀察發(fā)現(xiàn)，350℃～500℃下制備得到的Ti/TiO2-IrOx/IrO2涂層電極，焙燒后涂層表面呈現(xiàn)由深裂紋形成的“孤島”狀，表面析出大量顆粒，且隨著焙燒溫度的升高，該涂層

3、電極裂紋變淺，有利于提高電極的穩(wěn)定性。隨著中間層中TiO2含量的增加，涂層表面的裂紋增多，深度變淺，析出顆粒變細(xì)小。裂紋增多、顆粒變小，析氧電催化活性增大。 (3)陽極極化曲線測試表明，隨著制備溫度的降低，中間層中TiO2含量的增加，該涂層電極的析氧電催化活性越高。在450℃的熱分解溫度下，中間層n(Ir)/n(Ti)為1.5的Ti/TiO2-IrOx/IrO2涂層陽極其析氧電流密度接近于傳統(tǒng)的Ti/IrO2涂層陽極，循環(huán)伏安電

4、量的測試也說明了該電極具有較高的析氧活性。 (4) Ti/TiO2-IrOx/IrO2涂層，由涂敷五層增加到二十層以后，較傳統(tǒng)的鈦基氧化銥電極析氧電催化性能提高，強(qiáng)化壽命延長。 (5)強(qiáng)化壽命實(shí)驗(yàn)表明，含TiO2-IrOx中間層的Ti/TiO2-IrOx/IrO2涂層陽極使用壽命明顯高于傳統(tǒng)的Ti/IrO2涂層陽極，析氧壽命提高6倍，說明TiO2-IrOx作為此類催化電極的中間層是可行的。 Ti/TiO2-Ir

5、Ox/IrO2-SnO2涂層電極作為析氯陽極： (1)陽極極化曲線測試表明：該涂層電極具有較低的析氯電位，較高的析氧電位，電催化選擇性較好。涂層組分n(Ir):n(Sn)的改變對涂層的電化學(xué)性能影響不大。 (2)強(qiáng)化壽命實(shí)驗(yàn)表明，該電極具有較長的使用壽命，當(dāng)n(Ir)/n(Sn)為1:6時，使用壽命最長，在2mol/LH2SO4，電流密度為3A/cm2的測試條件下，強(qiáng)化壽命可達(dá)411h。 (3)在海水脫硫電催化氧

6、化過程中的測試表明，在電流密度為200mA/cm2的條件下，電解pH值為3.5，440mg/L的Na2SO3海水脫硫模擬液，電催化氧化15min后Na2SO3去除率可達(dá)90.9％，COD去除率達(dá)82.6％，說明該電極對于Na2SO3溶液具有良好的催化氧化效果。 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以納米TiN粉體和氯銥酸的混合液為涂液，采用浸漬-熱分解法制備的TiO2-IrOx混合氧化物作為鈦基氧化物陽極的中間層將有著非常好的發(fā)展前景，值得進(jìn)一步深