溶胶凝胶法制备Ru-Ir-Sn氧化物阳极

论文摘要

随着海洋事业的发展以及人们环保意识的增强,海生物对海上设施及运输机械的附着污损引起了人们的极大关注。电解海水技术可以有效地防止海洋生物对各种海上设施的污损,而阳极材料是保证这一技术成功实施的关键所在。本文研究了一种电解海水用Ru-Ir-Sn阳极涂层。本文系统研究了涂液制备条件对氧化物阳极性能的影响,并考察了烧结温度和钌锡配比对阳极性能的影响,最后比较了溶胶凝胶法和传统热分解法对氧化物阳极性能的影响。通过SEM、EDX、XRD、强化电解寿命、析氯电位、析氯电流效率、极化曲线、循环伏安曲线和交流阻抗等试验方法,研究了不同组分阳极涂层的物理性能和电化学性能。研究结果表明,以乙醇为溶剂,溶液浓度为0.3mol/L,CA:EG为1.2:4.65,100℃下反应12h得到的优化试样具有较优的综合电化学性能。烧结温度与钌锡配比对氧化物阳极的表面形貌和电化学性能具有较大的影响,从工艺和性能上综合考虑,得出烧结温度为470℃,钌锡配比为20:70时制备的阳极性能较为优异。最后对热分解法和溶胶—凝胶法制备的阳极涂层进行了比较,与传统的热分解法相比,采用溶胶—凝胶法制备的Ru-Ir-Sn阳极涂层各方面的性能都得到了显著的提升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 钌系氧化物阳极的种类
• 1.2.1 钌系多元涂层
• 1.2.2 钌系结构涂层
• 1.2.3 纳米涂层
• 1.3 氧化物阳极涂液的制备方法
• 1.3.1 热分解法
• 1.3.2 溶胶-凝胶（Sol-gel）法
• 1.4 钛阳极的制造工艺过程
• 1.5 阳极析氯机理
• 1.6 阳极失效原因
• 1.7 阳极使用寿命的提高途径
• 1.8 选题依据与研究内容
• 1.8.1 问题的提出
• 1.8.2 研究内容与方法
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基体材料的选择
• 2.2.2 基体预处理
• 2.2.3 涂液的配制
• 2.2.4 涂制阳极
• 2.3 涂层表面形貌及物相分析
• 2.4 电化学性能测试
• 2.4.1 强化电解寿命测试
• 2.4.2 析氯、析氧电位测试
• 2.4.3 电流效率测试
• 2.4.4 极化曲线测试
• 2.4.5 循环伏安曲线测试
• 2.4.6 电化学阻抗谱测试
• 2.5 本章小结
• 第3章 Ru-Ir-Sn氧化物阳极涂液制备工艺条件优化
• 3.1 配方设计
• 3.2 制备条件对氧化物阳极性能的影响
• 3.2.1 制备条件对强化电解寿命的影响
• 3.2.2 制备条件对析氯电位的影响
• 3.2.3 制备条件对电流效率的影响
• 3.3 Ru-Ir-Sn氧化物阳极性能测试
• 3.3.1 电化学性能
• 3.3.2 表面形貌及物相分析
• 3.3.3 极化曲线
• 3.3.4 循环伏安曲线
• 3.3.5 电化学阻抗谱
• 3.4 本章小结
• 第4章 烧结温度对氧化物阳极性能的影响
• 4.1 烧结温度对阳极性能的影响
• 4.1.1 表面形貌与物相分析
• 4.1.2 析氯、析氧电位
• 4.1.3 强化电解寿命
• 4.1.4 电流效率
• 4.1.5 析氯极化曲线
• 4.1.6 循环伏安电量
• 4.1.7 电化学阻抗谱
• 4.2 本章小结
• 第5章 钌锡比对氧化物阳极涂层性能的影响
• 5.1 钌锡比对阳极性能的影响
• 5.1.1 表面形貌与物相分析
• 5.1.2 析氯析氧电位
• 5.1.3 强化电解寿命
• 5.1.4 电流效率
• 5.1.5 循环伏安电量
• 5.1.6 氧化物阳极电化学阻抗谱
• 5.2 本章小结
• 第6章 制备方法对涂层性能的影响
• 6.1 制备方法对阳极性能的影响
• 6.1.1 阳极表面形貌分析
• 6.1.2 物相分析
• 6.2 不同制备方法对阳极电催化性能的影响
• 6.2.1 析氯析氧电位
• 6.2.2 循环伏案电量
• 6.2.3 电化学阻抗
• 6.2.4 强化电解寿命
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢