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文檔簡介
1、本文采用溶膠凝膠法,以純鈦為基底,制備了Ti/nano-TiO2膜電極,通過對制備的Ti/nano-TiO2膜電極的循環(huán)伏安、掃描電子顯微鏡(SEM)及X射線衍射(XRD)等圖譜分析,得到制備Ti/nano-TiO2膜電極的最優(yōu)條件為:納米二氧化鈦溶膠的pH值為2~3,乙酰丙酮用量為0.88mL,加水量為1.2mL,分散劑為十二烷基苯磺酸鈉,煅燒溫度為450℃,涂層次數(shù)為7。
以稀土鈰和鑭為目標(biāo)摻雜物,通過溶膠-凝膠法合成Ti
2、/Ce nano-TiO2膜電極和Ti/La nano-TiO2膜電極,并通過X射線衍射譜(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM),X射線能譜(XPS),循環(huán)伏安曲線(CV)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)對其晶體結(jié)構(gòu),形貌及化學(xué)組態(tài)及電催化活性進(jìn)行表征分析。XRD、SEM表明稀土離子的摻雜的膜電極表面納米TiO2晶體構(gòu)發(fā)生畸變,晶粒細(xì)化;XPS表征分析確定了Ce4+、La3+、Ti-O-Ce和Ti-O-La的存在;不同稀土摻雜濃度的CV結(jié)果表明:
3、當(dāng)Ce/Ti=0.003摻雜時(shí),其電催化還原活性最高,約為Ti/nano-TiO2膜電極的4倍;當(dāng)La/Ti=0.005摻雜時(shí),其電催化還原活性最高,約為Ti/nano-TiO2膜電極的3倍。EIS表明稀土離子摻雜后的nano-TiO2膜層導(dǎo)電性提高,電極表面阻抗變小。
Ti/Ce nano-TiO2膜電極(Ce/Ti=0.003)和Ti/Ce nano-TiO2膜電極(La/Ti=0.005)在馬來酸硫酸溶液中的還原特性表明
4、:稀土Ce或La摻雜改性的TiO2膜電極電催化還原活性高于Ti/nano-TiO2膜電極,其中Ti/Ce nano-TiO2電極(Ce/Ti=0.003)最高峰電流密度為58mAcm-2,電流效率可以達(dá)到91%,丁二酸產(chǎn)率達(dá)到98%。Ti/La nano-TiO2電極(La/Ti=0.005)最高峰電流密度為54mA·cm-2,電流效率可以達(dá)到87%,丁二酸產(chǎn)率達(dá)到91%,電極催化還原活性略低于Ti/Ce nano-TiO2電極(Ce/
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