含钛钽氧化物中间层的氧化物阳极制备与性能

刘召庆

中国海洋大学

摘要：

钛金属氧化物阳极（又叫尺寸稳定性阳极）以其稳定的电化学性能和良好的电催化活性在氯碱工业、湿法冶金、有机合成、阴极保护、电解防污、工业电镀等电化学工程中得到广泛应用，是迄今理想的电极材料。在保证电极催化活性和使用寿命的前提下，本文采用浸渍-热分解法制备了含中间层的Ti/TiO2-Ta2O5/IrO2涂层阳极。采用SEM、XRD等分析了电极的表面形貌和物相结构，用循环伏安、极化曲线、计时电流、强化电解寿命等电化学测试了电极的电化学性能和稳定性，探讨了制备工艺条件对涂层阳极催化性能和寿命的影响，得出制备所需优选工艺参数。　　通过研究中间层TiN加入量对Ti/TiO2-Ta2O5/IrO2阳极性能的影响，得出TiN前体的加入量为16mg时，Ti/TiO2-Ta2O5/IrO2涂层电极的的电催化活性最高，且寿命最长。　　研究了中间层温度对 Ti/ TiO2-Ta2O5/IrO2阳极性能的影响，表明在350℃～450℃间，随着温度的升高，阳极催化活性降低、强化电解寿命变短。本实验选用中间层温度350℃最为佳。　　研究了表层温度对Ti/TiO2-Ta2O5/IrO2阳极性能的影响，实验表明，在400℃～520℃内，涂层电极的催化活性和寿命不同。400℃催化活性最高，500℃制得的阳极使用寿命最长，综合考虑选择500℃为佳。　　研究了涂层载量对Ti/TiO2-Ta2O5/IrO2阳极性能的影响，表明表面涂层由涂敷3层增加到10层的过程中，涂层的表面形貌发生了很大的变化，电极寿命明显增加。涂3层时强极化寿命为250h，增至7层时寿命增加近1倍，增至10层时，寿命则仅增加60h，综合考虑表面涂层数为7层时最为适宜。　　最后按照上述优选条件制备涂层阳极，应用到64KW华能海门电厂4号机组烟气海水脱硫ECO装置中，取得了较好的效果。

关键词：氧化物阳极;钛钽氧化物;表面形貌;物相结构;催化性能

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：化学工程

导师姓名：徐海波

学位年度：2013

语种：中文

分类号：TM242

页数：67

在线出版日期：2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）