電解二氧化錳工業(yè)中鈦基涂層陽(yáng)極的研制.pdf

1、本文比較了龜解二氧化錳工業(yè)中常用的陽(yáng)極材料制備方法、性能與特點(diǎn)，根據(jù)對(duì)陽(yáng)極性能的要求，提出了陽(yáng)極材料的改進(jìn)方法，并制備Ti/SnO<,2>、Ti/SnRuCo、Ti/MnO<,2>/SnRuCo、Ti/TiSnRuMn四種陽(yáng)極涂層。借助X衍射(XRD)和電子掃描電鏡(SEM)對(duì)氧化物的形貌、相結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析。另外，通過(guò)循環(huán)伏安等電化學(xué)性能測(cè)試，討論了不同涂層對(duì)：DSA陽(yáng)極性能的影響。結(jié)果表明： 1)對(duì)于T

2、i/SnO<,2>陽(yáng)極，普通熱分解方法也可制備納米二氧化錫涂層，其晶體結(jié)構(gòu)為金紅石結(jié)構(gòu)；熱氧化為500℃時(shí)，往Ti/SnO<,2>涂層中添加Ru、Co能顯著提高Ti/SnO<,2>涂層的電催化性能，而添加La則不能提高。 2)對(duì)于Ti/SnRuCo陽(yáng)極，隨著溫度的升高，涂層表面的裂紋寬度有所增加。在制備溫度為600℃時(shí)，涂層析出釕單質(zhì)。釕含量較低時(shí)，主要為錫基固溶體；釕含量較高時(shí)，主要為釕基固溶體。添加錫能細(xì)化涂層晶粒。涂層裂紋

3、數(shù)在釕含量較低和較高時(shí)都較少。隨著鈷含量的增加，涂層晶粒變細(xì)，但釕錫固溶體也開(kāi)始脫溶。添加較多的鈷會(huì)導(dǎo)致鈷的氧化物以黑色顆粒狀脫落，并附帶釕的氧化物脫落。鈦基錫釕鈷涂層陽(yáng)極的最佳制備工藝初步為：制備溫度500℃；錫釕鈷的摩爾比為：61：35：4。 3)使用MnO<,2>中間層能顯著減小涂層裂紋數(shù)，但不改變粗糙度。MnO<,2>中間層的涂層積分電荷最大。MnO<,2>中間層的涂層內(nèi)表面積對(duì)涂層的貢獻(xiàn)最大，孔隙率也最大。其交流阻抗在

4、復(fù)阻抗平面圖為兩條斜率不同的直線。在高頻區(qū)，其相位角略大于45℃，在低頻區(qū)其相位角接近于90℃。通過(guò)交流阻抗的分析得知，MnO<,2>中間層的涂層的孔隙延伸不是很深，而其他三種中間層及無(wú)中間層的涂層裂縫延伸很深。加速電解實(shí)驗(yàn)可分為“活化、穩(wěn)定、失效”三個(gè)階段。使用MnO<,2>中間層的涂層的電解壽命最高，為1970min，是無(wú)中間層的2倍。原因來(lái)自于外表面的裂縫并沒(méi)有過(guò)多的延伸到涂層內(nèi)部。 4)對(duì)于Ti/TiSnRuMn陽(yáng)極，在