11571.水下窗口防生物污損用新型復(fù)合電極的研究

1、青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文I水下窗口防生物污損用新型復(fù)合電極的研究摘要目前，刮刀式機(jī)械系統(tǒng)和基于銅腐蝕機(jī)制的“銅罩”式系統(tǒng)已被用于水下光學(xué)傳感器的防生物污損，但此二種技術(shù)易刮傷光學(xué)窗口或阻擋光路，并具有能耗大、成本高的缺點。相關(guān)研究者探索采用電解海水析氯的防生物污損方法，即以導(dǎo)電玻璃ITO直接用于光學(xué)工作電極進(jìn)行原位電解析氯來殺滅生物。但該電極的析氯過電位較高，且工作壽命短，防污損效果有限。為此，本課題通過恒電流電化學(xué)沉積的方法將具有良

2、好化學(xué)穩(wěn)定性及電催化活性的金屬Pt修飾于ITO電極表面，解決工作電極析氯電位高、氧化電流密度低及工作壽命短的問題，提高工作電極的長效性和穩(wěn)定性，從而有效抑制水下光學(xué)窗口表面的生物污損。本文對泡沫鎳、泡沫鈦、IrTi、IrGC、IrCF、IrITO工作陽極的電催化析氯性能進(jìn)行了前期探索，但存在工作壽命短及氧化電流密度低的問題，為此通過恒電流電化學(xué)沉積技術(shù)制備出PtITO復(fù)合電極，采用SEM及EDS對其進(jìn)行表征；采用LSV陽極極化測試技術(shù)、

3、恒電位直流電解技術(shù)對PtITO的電催化析氯性能、析氯的長效性和穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究；利用UV測試、3D視頻顯微鏡研究了PtITO在硅藻溶液中的防污損性能。所取得的創(chuàng)新性成果如下：（1）通過恒電流電化學(xué)沉積的方法制備出PtITO復(fù)合電極，從熱力學(xué)角度分析了外加電流密度和電解沉積時間對電沉積的影響，SEM及EDS分析表明：納米金屬Pt呈小顆粒狀分布于ITO基體表面。（2）對PtITO的電催化析氯性能進(jìn)行了研究，LSV測試結(jié)果表明：PtITO析

4、氯電位在1.1V，同純ITO相比降低了0.4V。確定了最佳電催化性能參數(shù)為：外加電流密度為0.05mAcm2，沉積時間為1800s。在1.5V電位處，陽極析氯的氧化電流密度可達(dá)到5.5mAcm2。（3）比較了純ITO和PtITO在3.5%NaCl溶液和天然海水中電化學(xué)析氯的長效性和穩(wěn)定性能，通過外加恒電位直流電解及LSV技術(shù)對電解前后的電催化性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明：兩種介質(zhì)中，在1.5V電位處，純ITO經(jīng)周期電解之后的最終氧化電流密度均