Ti/Pb02耐酸阳极电催化性及稳定性研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hudaye1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钛基氧化物电极是一种在电化学合成、废水处理等领域具有较好发展前景的新型电极。但是该类电极在强酸溶液中使用时,阳极放出的活性氧会与钛生成二氧化钛绝缘体,使电极导电能力降低,而且会降低表面活性层与钛基体之间结合能力,容易脱落。通过在Ti基体与活性层之间添加一中间层,可以使钛基体形成一种固溶体结构来增强电极的稳定性及导电性。   电极的催化性能与电极表面粗糙程度密切相关,分形几何学为解决粗糙表面的复杂问题提供了新的途径和思路,分形维数可以定量表征电极的粗糙程度,因此,对电极表面结构与性能研究有着重要的理论和实际意义。   本文采用热分解法和电沉积法制备Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极,利用SEM手段对上述电极表面形貌进行表征,采用三电极体系测定了电极在酸性溶液中不同扫描速度下的循环伏安曲线和动力学参数,同时根据.Mandelbrot建立起来分形几何的理论,将钛基氧化物电极材料表面形貌和电化性能相联系,用扫描速度与峰电流的双对数关系定量计算出了不同Sb掺杂浓度电极表面的分形维数,重点讨论了在酸性溶液中氧化物电极的分形维数和电催化性能之间的关系;通过交流阻抗实验考察了电极的导电性;   以研究电极为阳极,石墨电极为阴极,在1.0mol-L-1的H2SO4溶液中4A·cm-2条件下采用快速寿命法考察了氧化物电极预期使用寿命。研究结果表明:   1. SnO2+Sb2O4涂层表面晶粒均匀细小、结合紧密无裂缝,可有效阻止新生态氧原子的扩散,减少二氧化钛绝缘层的形成,有利于延长电极使用寿命,是一种理想的氧化物电极中间层材料;Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极活性层表面呈蜂窝状或蘑菇状、表面比较粗糙,是一类多孔三维电极,其分形维数在2~3之间,具有较好的电催化活性。   2.通过对不同Sb掺杂的Ti/SnO2+Sb2O4/Pb02的耐酸阳极进行循环伏安测定,实验表明当电极中间层Sb掺杂浓度为2%和10%时分形维数较高,析氧电催化活性较高,与动力学参数基本吻合。   3.通过对Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极进行交流阻抗分析,得到中间层Sb掺杂为6%时,制得电极的Rf为2.737Ωcm2,电阻最小,导电性最好。   4.通过进行强化寿命测试表明:烧结温度为450℃,且Sb掺杂浓度为6%时,Ti/SnO2+Sb2O4电极预期使用寿命最长达28.75 h:对于Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极,同样当掺杂为6%时寿命最长,预期使用寿命最长达88.75h。   总之,本文重点将分形几何理论引入氧化物电极材料体系,不仅定量计算出了电极表面的分形维数,而且将分形维数与电极的析氧电催化性能关联,为深入研究电催化剂提供了一条新的思路,以期为钛基氧化物电极的开发和应用提供理论和实验依据。
其他文献
第一章:本章主要介绍了核酸适配体的性质、筛选和应用,荧光各向异性(荧光偏振)技术,以及荧光各向异性技术的应用。对本论文的立题背景、主要研究内容及创新点也进行了阐述。  
潜手性底物的不对称加氢反应是获得高纯度手性化合物的重要手段之一。以芳香酮不对称加氢反应为例,Noyori等开发的[(R)-BINAP-Ru-(1R,2R)-DPEN]Cl2均相催化剂具有很高的催化活
铂类配合物作为目前临床上应用较为普遍的一种化疗药物,在肿瘤治疗过程中发挥着不可忽视的作用,基于新型铂配合物的抗肿瘤药物研发一直是抗肿瘤研究的一个热点。传统的铂类抗肿瘤药物研究一般以DNA为靶点,但是近期研究显示,金属配合物可能通过和体内某些蛋白或者酶特异性地结合而达到抑制肿瘤细胞的生长繁殖的目的,这使得人们对抗肿瘤药物的设计理念发生了重大的转变,抗肿瘤药物的作用靶点也开始转向与肿瘤细胞产生密切相关
根据结构决定性质的基本原理,一种新出现的成键结构会展现出不同于已知成键结构的新颖性质,但新的成键结构的实验探索一般会受到各方面条件的限制,进展较慢。作为对比,现代量子化学理论的飞速进步及计算机速度的快速提升使得使用量子化学方法系统的预测和表征此类新颖的成键结构成为可能。以预测具有新型成键结构的分子为目标,本文主要开展了两项研究工作:1、结合密度泛函理论(Density functional the
碳量子点是继C_(60)、石墨烯、碳纳米管之后的又一种新型的碳纳米材料,因其成本低、良好的荧光特性和生物相容性等优势,在研究初期便受到人们的广泛关注。目前碳量子点在制备、金属离子识别及生物成像研究领域仍是研究热点。本文分别以浓硫酸氧化法和水热法制备了碳量子点,对其进行了表征和性能测试,具体内容概述如下:(1)分别以葡萄糖、蔗糖为碳源通过浓硫酸氧化法制备了尺寸较为均一的(2nm左右)的荧光碳量子点。
石墨烯是由sp~2杂化碳原子紧密堆积而成的具有单原子层厚度的平面六方晶格新型碳材料,其特殊的结构、优良的机械、光学、热学以及电学性能,受大了诸多领域的广泛关注。将石墨烯作为敏感元件构建新型电化学传感器,不仅丰富了构建传感器材料的种类,同时基于石墨烯独特的理化性质,可以有效提高传感器的性能。本论文主要研究了石墨烯的制备、修饰、石墨烯复合电极应用于电化学传感器及其对生物分子芦丁、多巴胺以及HIV序列的
摘 要:新媒体时代的到来,使人们获得信息的途径更加丰富、更加便捷,新媒体独特的优势正在影响并渐进改变着人们的生活方式。对电视剧产业产生重要影响,其中,在电视剧的传播上影响深远。可以说,新媒体时代的到来为电视剧的传播提供了更加广泛的渠道。新媒体时代下的电视剧传播模式发生了很大的改变:从单纯的电视传播——网络传播——智能手机等终端的传播等。故此,本文主要就新媒体时代下的电视剧传播展开以下几点研究:新媒