《电解二氧化锰工业中钛基涂层阳极》资料目录:
第一章 绪论 8-29
1.1 引言 8-9
1.2 电解二氧化锰的应用及电解二氧化锰工业的现状 9-10
1.3 阳极在电解二氧化锰工业中的应用 10-11
1.4 电解二氧化锰工业中的阳极 11-21
1.4.1 石墨阳极 11
1.4.2 铅阳极 11-12
1.4.3 纯钛阳极 12-13
1.4.4 钛合金阳极 13-14
1.4.5 钛基二氧化锰 14-15
1.4.6 钛基二氧化铅电极 15-16
1.4.7 钛基钛锰合金涂层 16-17
1.4.8 铂族贵金属DSA阳极 17-21
1.5 阳极的选择与设计 21-29
1.5.1 对阳极的要求 21-24
1.5.2 阳极的设计 24-27
1.5.3 本文研究内容 27-29
第二章 钛基二氧化锡纳米涂层的制备与改进 29-38
2.1 实验方法及涂层制备 29-32
2.1.1 涂层制备 29-31
2.1.2 涂层结构分析方法和电化学实验方法 31-32
2.2 实验结果与讨论 32-34
2.2.1 Ti/SnO_2涂层的结构 32-33
2.2.2 Ti/SnO_2涂层的物化性能 33-34
2.3 活性元素对Ti/SnO_2涂层结构与性质的影响 34-37
2.3.1 涂层成分与结构 35-36
2.3.2 涂层的物化性能 36-37
小结 37-38
第三章 钛基锡钌钴纳米涂层的制备 38-48
3.1 实验方法及涂层制备 38-39
3.1.1 涂层制备方法与工艺 38
3.1.2 涂层结构分析方法和电化学实验方法 38-39
3.2 实验结果与讨论 39-47
3.2.1 Ti/SnRuCo涂层的结构 39-42
3.2.2 Ti/SnRuCo涂层的外观形貌 42-44
3.2.3 Ti/SnRuCo涂层的物化性能 44-47
小结 47-48
第四章 中间层对钛基锡钌钴纳米涂层的影响 48-61
4.1 实验方法及涂层制备 48-49
4.1.1 涂层制备方法与工艺 48
4.1.2 涂层结构分析方法和电化学实验方法 48-49
4.2 Ti/中间层/SnRuCo涂层的最外层的外观形貌 49-50
4.3 Ti/中间层/SnRuCo涂层的物化性能 50-60
4.3.1 开路电位 50-51
4.3.2 循环伏安曲线: 51-53
4.3.3 交流阻抗谱 53-58
4.3.4 加速电解实验 58-60
小结 60-61
第五章 钛基钛锡钌锰纳米涂层的制备 61-76
5.1 实验方法及涂层制备 61-62
5.1.1 涂层制备方法与工艺 61
5.1.2 涂层结构分析方法和电化学实验方法 61-62
5.2 实验结果与讨论 62-75
5.2.1 Ti/TiSnRuMn纳米涂层的结构 62-64
5.2.2 Ti/TiSnRuMn纳米涂层的外观形貌 64-67
5.2.3 Ti/TiSnRuMn纳米涂层的物化性能 67-75
小结 75-76
第六章 结论
内容简介:本文提出了阳极材料的改进方法,并制备Ti/SnO2、Ti/SnRuCo、Ti/MnO2/SnRuCo、Ti/TiSnRuMn四种阳极涂层。借助X衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对氧化物的形貌、相结构、晶体结构和组织结构等方面进行分析。另外,通过循环伏安等电化学性能测试,讨论了不同涂层对DSA阳极性能的影响。结果表明: 1)对于Ti/SnO2阳极,普通热分解方法也可制备纳米二氧化锡涂层,其晶体结构为金红石结构;热氧化为500℃时,往Ti/SnO2涂层中添加Ru、Co能显著提高Ti/SnO2涂层的电催化性能,而添加La则不能提高。 2)对于Ti/SnRuCo阳极,随着温度的升高,涂层表面的裂纹宽度有所增加。在制备温度为600℃时,涂层析出钌单质。钌含量较低时,主要为锡基固溶体;钌含量较高时,主要为钌基固溶体。添加锡能细化涂层晶粒。涂层裂纹数在钌含量较低和较高时都较少。随着钴含量的增加,涂层晶粒变细,但钌锡固溶体也开始脱溶。添加较多的钴会导致钴的氧化物以黑色颗粒状脱落,并附带钌的氧化物脱落。钛基锡钌钴涂层阳极的最佳制备工艺初步为:制备温度500℃;锡钌钴的摩尔比为:61:35:4。 3)使用MnO2中间层能显著减小涂层裂纹数,但不改变粗糙度。MnO2中间层的涂层积分电荷最大。MnO2中间层的涂层内表面积对涂层的贡献最大,孔隙率也最大。其交流阻抗在复阻抗平面图为两条斜率不同的直线。在高频区,其相位角略大于45℃,在低频区其相位角接近于90℃。通过交流阻抗的分析得知,MnO2中间层的涂层的孔隙延伸不是很深,而其他三种中间层及无中间层的涂层裂缝延伸很深。加速电解实验可分为“活化、稳定、失效"三个阶段。使用MnO2中间层的涂层的电解寿命最高,为1970min,是无中间层的2倍。原因来自于外表面的裂缝并没有过多的延伸到涂层内部。 4)对于Ti/TiSnRuMn阳极,在不同温度制备下,涂层均为单一金红石固溶体结构。添加Ti能提高固溶能力,但随着Ti的增加,Ru的减小,衍射强度减小,涂层的表面裂纹逐渐减小。在Sn:Mn=3:2处,涂层晶粒最细。随着Sn的增加,Mn的减小,衍射强度减小,涂层的表面裂纹也逐渐减小。Ti/TiSnRuMn涂层阳极的最佳制备工艺初步为:制备温度500℃;钛锡钌锰的摩尔比为:2:2:3:3。
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