IrO 2 /TNTs/Ti復合電極的性能研究及在三價鉻電鍍中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-02-21 10:40
鈦基氧化銥電極析氧過電位低,在酸性條件下具有良好的析氧電催化活性及穩(wěn)定性,被廣泛地應(yīng)用于電鍍、電冶金、有機物降解等工業(yè)領(lǐng)域。盡管IrO2涂層本身較穩(wěn)定,但傳統(tǒng)涂覆法制備的IrO2電極微觀結(jié)構(gòu)上存在龜裂紋,在服役階段溶液容易滲入涂層與鈦基底接觸,導致Ti基底的溶解及涂層的脫落。同時,非導電TiO2層的產(chǎn)生將會引起IrO2涂層電極的活性快速下降。因此,高活性、長壽命的鈦基氧化銥電極的研究不僅具有學術(shù)價值,且應(yīng)用前景廣闊。本文通過陽極氧化及熱處理工藝制備導電性良好的TiO2納米管陣列為中間層,一方面TiO2化學性質(zhì)穩(wěn)定,可以保護鈦基底,減少電極在服役過程中產(chǎn)生非導電TiO2層;另一方面憑借其規(guī)整有序的納米管陣列結(jié)構(gòu),加強與活性物質(zhì)之間的結(jié)合;此外,TiO2納米管陣列還具有大的比表面積、暢通的電荷轉(zhuǎn)移路徑等優(yōu)勢,可進一步提升電極催化活性。分別采用改進的熱分解法、恒電流沉積法制備IrO2/TNTs/Ti復合電極,分析其物相組成及形貌特征,并對比不同條件下制備的電極的電催化活性及在鍍鉻中的應(yīng)用。在第三章中,通過...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三價鉻電鍍
1.3 銥氧化物的制備
1.3.1 電化學沉積法
1.3.2 熱分解法
1.3.3 溶膠凝膠法
1.3.4 磁控濺射法
1.4 DSA系二氧化銥電極的電化學性能
1.5 二氧化銥電極性能的影響因素
1.5.1 成分因素
1.5.2 制備溶劑因素
1.5.3 熱分解溫度因素
1.5.4 涂層厚度因素
1.6 二氧化銥電極的應(yīng)用
1.6.1 降解有機物
1.6.2 可再生燃料電池
1.6.3 質(zhì)子交換膜電解水
1.6.4 其他應(yīng)用
1.7 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 實驗內(nèi)容與測試方法
2.1 化學試劑和儀器
2.1.1 化學試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 TNTs電極制備
2.3 材料表征
2.3.1 物相分析(XRD)
2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4 電化學性能測試
2.4.1 循環(huán)伏安測試
2.4.2 極化曲線測試
2.4.3 線性掃描測試
2.4.4 電化學阻抗測試
2.5 加速壽命試驗
第三章 熱分解法制備IrO_2/TNTs/Ti活性電極及析氧性能研究
3.1 前言
3.2 氧化銥涂層電極的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 XRD結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 表面形貌分析
3.3.3 電化學性能測試
3.3.3.1 循環(huán)伏安測試
3.3.3.2 陽極極化曲線測試
3.3.3.3 電化學阻抗測試
3.3.4 加速壽命實驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 電化學沉積法制備IrO_2/TNTs/Ti電極及析氧性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 沉積液的制備
4.2.2 IrO_2/TNTs/Ti復合電極制備
4.2.3 電化學測試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 XRD結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 表面形貌表征
4.3.3 電化學性能
4.3.3.1 循環(huán)伏安特性
4.3.3.2 電化學表面結(jié)構(gòu)
4.3.3.3 IrO_2/TNTs/Ti電極在析氧反應(yīng)中的穩(wěn)定性
4.4 本章小結(jié)
第五章 IrO_2/TNTs/Ti陽極在三價鉻電鍍中應(yīng)用
5.1 引言
5.2 實驗內(nèi)容
5.2.1 Cr(III)電鍍實驗
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 熱分解IrO_2/TNTs/Ti的鍍鉻應(yīng)用
5.3.1.1 在鍍鉻液中的電化學行為
5.3.2.2 鍍鉻實驗
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其它研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈦基金屬氧化物涂層電極的研究進展[J]. 汪文兵,龍晉明,郭忠誠. 電鍍與涂飾. 2006(07)
[2]含氧化銥中間層的鈦基二氧化鉛陽極[J]. 孫鳳梅. 云南大學學報(自然科學版). 2005(S3)
[3]鈦陽極磁控濺射鉭的工藝研究[J]. 潘建躍,孫鳳梅,羅啟富. 材料保護. 2004(10)
[4]Ir,Ta氧化物涂層鈦陽極惡化原因的分析[J]. 張招賢. 稀有金屬快報. 2004(10)
[5]三價鉻電鍍的現(xiàn)狀及研究進展[J]. 吳慧敏,康健強,左正忠,梁國柱,袁國偉,詹益騰,趙國鵬. 材料保護. 2004(08)
[6]鉑中間層的制備及對銥鉭涂層鈦陽極性能的影響[J]. 陶自春,潘建躍,羅啟富. 材料科學與工程學報. 2004(02)
[7]Ti基IrO2+Ta2O5陽極的電化學特性[J]. 胡吉明,張鑒清,曹楚南. 材料研究學報. 2002(04)
[8]Ti基IrO2+Ta2O5陽極在H2SO4溶液中的電解時效行為[J]. 胡吉明,孟惠民,張鑒清,曹楚南. 物理化學學報. 2002(01)
[9]鈦基IrO2-Ta2O5涂層陽極電化學多孔性研究[J]. 胡吉明,朱艷冗,孟惠民,孫冬柏,吳繼勛,楊德鈞. 稀有金屬. 2000(05)
[10]三價鉻離子的水解聚合作用的研究(Ⅲ)——在較高濃度下Cr3+的水解聚合狀態(tài)[J]. 羅勤慧,任建國,沈孟長,戴安邦. 高等學;瘜W學報. 1983(04)
碩士論文
[1]含銥鈦氧化物中間層的氧化物陽極制備及應(yīng)用[D]. 胡杰珍.中國海洋大學 2009
本文編號:3637081
【文章來源】:浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三價鉻電鍍
1.3 銥氧化物的制備
1.3.1 電化學沉積法
1.3.2 熱分解法
1.3.3 溶膠凝膠法
1.3.4 磁控濺射法
1.4 DSA系二氧化銥電極的電化學性能
1.5 二氧化銥電極性能的影響因素
1.5.1 成分因素
1.5.2 制備溶劑因素
1.5.3 熱分解溫度因素
1.5.4 涂層厚度因素
1.6 二氧化銥電極的應(yīng)用
1.6.1 降解有機物
1.6.2 可再生燃料電池
1.6.3 質(zhì)子交換膜電解水
1.6.4 其他應(yīng)用
1.7 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 實驗內(nèi)容與測試方法
2.1 化學試劑和儀器
2.1.1 化學試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 TNTs電極制備
2.3 材料表征
2.3.1 物相分析(XRD)
2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4 電化學性能測試
2.4.1 循環(huán)伏安測試
2.4.2 極化曲線測試
2.4.3 線性掃描測試
2.4.4 電化學阻抗測試
2.5 加速壽命試驗
第三章 熱分解法制備IrO_2/TNTs/Ti活性電極及析氧性能研究
3.1 前言
3.2 氧化銥涂層電極的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 XRD結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 表面形貌分析
3.3.3 電化學性能測試
3.3.3.1 循環(huán)伏安測試
3.3.3.2 陽極極化曲線測試
3.3.3.3 電化學阻抗測試
3.3.4 加速壽命實驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 電化學沉積法制備IrO_2/TNTs/Ti電極及析氧性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 沉積液的制備
4.2.2 IrO_2/TNTs/Ti復合電極制備
4.2.3 電化學測試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 XRD結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 表面形貌表征
4.3.3 電化學性能
4.3.3.1 循環(huán)伏安特性
4.3.3.2 電化學表面結(jié)構(gòu)
4.3.3.3 IrO_2/TNTs/Ti電極在析氧反應(yīng)中的穩(wěn)定性
4.4 本章小結(jié)
第五章 IrO_2/TNTs/Ti陽極在三價鉻電鍍中應(yīng)用
5.1 引言
5.2 實驗內(nèi)容
5.2.1 Cr(III)電鍍實驗
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 熱分解IrO_2/TNTs/Ti的鍍鉻應(yīng)用
5.3.1.1 在鍍鉻液中的電化學行為
5.3.2.2 鍍鉻實驗
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其它研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鈦基金屬氧化物涂層電極的研究進展[J]. 汪文兵,龍晉明,郭忠誠. 電鍍與涂飾. 2006(07)
[2]含氧化銥中間層的鈦基二氧化鉛陽極[J]. 孫鳳梅. 云南大學學報(自然科學版). 2005(S3)
[3]鈦陽極磁控濺射鉭的工藝研究[J]. 潘建躍,孫鳳梅,羅啟富. 材料保護. 2004(10)
[4]Ir,Ta氧化物涂層鈦陽極惡化原因的分析[J]. 張招賢. 稀有金屬快報. 2004(10)
[5]三價鉻電鍍的現(xiàn)狀及研究進展[J]. 吳慧敏,康健強,左正忠,梁國柱,袁國偉,詹益騰,趙國鵬. 材料保護. 2004(08)
[6]鉑中間層的制備及對銥鉭涂層鈦陽極性能的影響[J]. 陶自春,潘建躍,羅啟富. 材料科學與工程學報. 2004(02)
[7]Ti基IrO2+Ta2O5陽極的電化學特性[J]. 胡吉明,張鑒清,曹楚南. 材料研究學報. 2002(04)
[8]Ti基IrO2+Ta2O5陽極在H2SO4溶液中的電解時效行為[J]. 胡吉明,孟惠民,張鑒清,曹楚南. 物理化學學報. 2002(01)
[9]鈦基IrO2-Ta2O5涂層陽極電化學多孔性研究[J]. 胡吉明,朱艷冗,孟惠民,孫冬柏,吳繼勛,楊德鈞. 稀有金屬. 2000(05)
[10]三價鉻離子的水解聚合作用的研究(Ⅲ)——在較高濃度下Cr3+的水解聚合狀態(tài)[J]. 羅勤慧,任建國,沈孟長,戴安邦. 高等學;瘜W學報. 1983(04)
碩士論文
[1]含銥鈦氧化物中間層的氧化物陽極制備及應(yīng)用[D]. 胡杰珍.中國海洋大學 2009
本文編號:3637081
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