铽氧化物电极表面的XPS和电化学循环伏安分析

以热分解工艺制备铽氧化物电极，采用ＸＰＳ和电化学循环２伏安法分析铽氧化物的表面特征和在７００℃高温ＮａＣｌ－ＫＣｌ熔体中析氯过程的行为。ＸＰＳ分析表明，热分解产物表面成分为非化学计量，有结构缺陷的混合价态铽的氧化物；电极表面的循环极化反应映出Ｃｌ＾－的特性吸附和电解质中电极表面结构变化过程；循环伏安分析揭示了表面氧化物的氧化还原行为及在电催化过程中的作用。通过测定循环伏安电量研究电催化剂制备时温度     

Ni-Ru-Ir氧化物阴极涂层的析氢活性

应用热分解氧化法制备Ni-Ru-Ir氧化物活性阴极.循环伏安、Tafel曲线及计时电流测试表明,在90℃、30%(bymass)的NaOH溶液中,电流密度0.3A·cm-2条件下,Ru∶Ir质量比为1∶1的Ni-Ru-Ir氧化物电极的析氢过电位比Ni电极低300mV;表面粗糙度是Ni网电极的32倍;交换电流密度是Ni网电极的4倍;其析氢性能显然远优于Ni网电极,有望应用于氯碱工业以期降低能耗.     

高温镍氢动力电池用镍电极的研究

镍电极在高温充电过程中由于析氧而使充电效率不高,添加稀土化合物可以提高析氧过电位从而抑制氧气的析出,可以显著提高活性物质高温性能.本文选用稀土氧化物Y2O3、Yb2O3、Lu2O3作为添加剂,研究其对镍电极高温性能的影响,并将添加Y2O3与未添加稀土添加剂的电池进行高温性能作比较.研究发现:稀土添加剂可以抑制镍电极充电过程中氧气的析出,提高高温充电效率;同时减少活化周期,降低电池制造成本;另外,添加Lu2O3的正极高温活性物质比容量最高,添加氧化钇的正极高温充电效率最高,且成本最低,最具市场潜力.     

高温镍氢动力电池用镍电极的研究

镍电极在高温充电过程中由于析氧而使充电效率不高，添加稀土化合物可以提高析氧过电位从而抑制氧气的析出，可以显著提高活性物质高温性能。本文选用稀土氧化物Y2O3、Yb2O3、Lu2O3作为添加剂，研究其对镍电极高温性能的影响，并将添加Y2O3与未添加稀土添加剂的电池进行高温性能作比较。研究发现：稀土添加剂可以抑制镍电极充电过程中氧气的析出，提高高温充电效率；同时减少活化周期，降低电池制造成本；另外，添加Lu2O3的正极高温活性物质比容量最高，添加氧化钇的正极高温充电效率最高，且成本最低，最具市场潜力。     

IrCo中间层对RuTiSn电极电化学性能的影响

应用热分解法制备含IrCo中间层的Ti基RuTiSn电极,研究了不同层数的IrCo中间层对RuTiSn电极电化学性能的影响.电极的表面形貌和元素分析由SEM、EPMA表征,析氯电位、强化电解寿命及循环伏安法测试表明,IrCo中间层不但能保持该电极的电催化活性和较低的析氯电位,而且极大提高了电极的稳定性,强化寿命可达480 h.     

含稀土的镍基合金的析氢电催化行为

用电沉积方法制备的Ni-Ce-P和Ni-La-P合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电热政移＞200mV,显示出含稀土的镍基合金具有较高的析氢催化活性,根据XPS谱图讨论了析氢的电催化机制。     

添加碳纳米管对钌铱锡氧化物阳极性能的影响

本文采用热分解法制备Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极,运用TGA、SEM、EDS、循环伏安、电化学交流阻抗、极化曲线以及强化电解寿命测试方法,探讨添加不同含量碳纳米管（CNTs）对Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的影响规律. 热重分析和阳极能谱数据表明,在烧结温度470 ^oC条件下CNTs未发生高温氧化分解,仍以单质形式存在阳极涂层中. 与对比样品相比,涂层表面裂纹增多,但仍保持典型形貌. 添加CNTs显著改善了Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的电化学性能,增大了阳极的活性表面积,减小了涂层内部电阻,提高了阳极析氯电催化活性,析氯电位增加缓慢,阳极强化电解寿命也得到明显延长. 其中,添加0.1 g·L^-1 CNTs的Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极电催化活性和稳定性最优.     

镍钴复合氧化物的制备和析氧活性

用浸碱热分解法制备了具有较高析氧活性和稳定性的复合氧化物ＮｉＣｏ＿２Ｏ＿４。考察了涂液成分、热分解温度和涂覆次数对ＮｉＣｏ＿２Ｏ＿４析氧活性的影响；测定了氧在ＮｉＣｏ＿２Ｏ＿４从电极上的稳态电化学行为。     

微纳米稀土氯氧化物的合成研究进展

稀土氯氧化物作为一种重要的发光基质,具有较高的光吸收效率和传能效率,在彩色显示、催化、生物医药、光电转换、气敏等领域均有广泛的应用,已成为光功能材料领域的研究热点之一。目前研究者已用固相法、沉淀法、液相-高温焙烧法、水热与溶剂热法、前驱体热解法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法等方法成功地制备了稀土氯氧化物微米颗粒,纳米颗粒、纳米条、纳米片、纳米棒、纳米针、纳米纤维、纳米带、纳米管等稀土氯氧化物微纳米材料。总结了各种制备方法的研究进展及优缺点,并结合本课题组在稀土氯氧化物纳米材料方面的研究工作,对稀土氯氧化物微纳米材料的制备方法的发展方向进行了展望。     

阳极电沉积Co-Ni混合氧化物在碱性介质中的电催化析氧性能

 利用电化学阳极共沉积技术,从含不同Co2+/Ni2+比的NaOH溶液中,在Ni基体上制备了Co-Ni混合氧化物. 利用X射线衍射分析了混合氧化物的物相结构,并通过循环伏安法、稳态Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了混合氧化物作为析氧阳极材料的电催化活性. 结果表明,从n(Co2+)/n(Ni2+)=1的电解液中沉积所得的Co-Ni混合氧化物主要为尖晶石结构NiCo2O4相,并具有最高的析氧催化活性. 析氧反应在Co-Ni混合氧化物电极上表现出两个明显的Tafel区域: 在低电势区Tafel曲线斜率为40~48 mV/(°),对OH-的反应级数为2.0; 在高电势区Tafel曲线斜率为110~120 mV/(°),对OH-的反应级数为1.0. 在恒定电势E=0.60 V时,Co-Ni混合氧化物上析氧反应的电化学标准活化焓为37.4~51.7 kJ/mol. 通过对析氧历程的分析,提出了在不同电势范围内Co-Ni混合氧化物上析氧反应的动力学方程,并较好地解释了实验结果.     

添加Sn组元对Ru-Ti-Ir阳极涂层的改性研究

应用热分解法制备不同Sn含量的Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层,SEM、EDX、XRD、析氯电位、电流效率及循环伏安和电化学阻抗谱等实验表明,Ru-Ti-Ir经添加Sn组元后,该阳极涂层表面形貌发生了很大变化,Sn组元的添加不仅有利于该阳极涂层析氯电位的降低,而且能够有效提高其电流效率.     

钴铁双金属氧化物多孔纳米棒的制备及其电解水析氧性能

通过简单的钴铁前躯体热分解法制备了系列一维Co_(1-x)Fe_xO_y(0≤x≤1)多孔纳米材料,并在1 mol·L~(-1) KOH溶液中研究了其电解水析氧催化性能。研究发现不同Fe掺杂量对材料的结构与电解水析氧催化性能有较大的影响,其中16%(n/n)Fe掺杂量的Co_(1-x)Fe_xO_y具有最优的析氧催化性能。在10 m A·cm~(-2)电流密度下其析氧过电位为345 mV,塔菲尔斜率为54 mV·dec~(-1),并表现出优异的析氧稳定性能。廉价、高效的Co_(1-x)Fe_xO_y多孔纳米棒材料有望成为优良的析氧催化剂用于电解水制氢。     

TiN基IrO2-Ta2O5涂层析氢电极的催化性能

 采用热分解法制备了以离子镀TiN膜为基体的IrO2-Ta2O5涂层电极,通过循环极化曲线并结合扫描电镜、 X射线能谱和X射线衍射研究了涂层的析氢电催化性能. 结果表明,涂层呈多孔多裂纹的结构,焙烧温度对涂层的表面形貌和电催化活性影响很大. 420 ℃下焙烧的涂层具有最优的电催化活性. 涂层电极的析氢反应电极电位为-0.26 V(vs SCE), 低析氢过电位下的Tafel斜率为-0.04 V, 而在高析氢过电位下,电极表面吸附的大量氢原子改变了氧化物电极的结构,从而抑制了氧的阴极还原反应.     

嵌中间层金属氧化物电极

采用溶胶-凝胶法制备Ti/IrRuSn、Ti/IrTa/IrRuSn和Ti/IrTaSn/IrRuSn氧化物电极,FESEM、XRD观察该电极微观结构,循环伏安、强化电解测试电极电化学性能.结果表明:嵌中间层氧化物电极表面裂纹增多,改变了颗粒形状和平均晶粒尺寸,虽电流效率略有降低,增多活性点,提高电极析氯反应选择性;但2种氧化物电极(Ti/IrTa/IrRuSn和Ti/IrTaSn/IrRuSn)的强化电解寿命和正反交替电解寿命均较好.     

DSA电极电催化性能研究及尚待深入探究的几个问题

钛基氧化物涂层电极(DSA^®)由于其对阳极析氯、阳极析氧、有机污染物电化学降解等具有优异的电催化活性而受到研究者的广泛关注,但DSA电极电催化现象背后的一些重要而基础性的问题仍未被人们完全认识。本文针对目前国内外有关DSA电极电催化研究领域中的几个研究热点、不足之处、以及尚待深入探究的问题,进行了简要介绍、分析和讨论。DSA电极的电催化活性主要是来自于其表面的金属氧化物涂层。本文强调对“氧化物涂层”自身固体物理-化学性能或过程的研究,有助于深入揭示钛基活性氧化物涂层电极电催化现象的微观作用机制和内在本质,并反过来指导人们更加理性地通过设计和优化DSA电极的制备方法和条件,调控表面氧化物涂层的化学组成与结构,进而达到增强钛基涂层电极电催化活性之目的。     

基于溶胶-凝胶技术的丁氯喘电极

报导了一种以硅钨酸为活性物质 ,用溶胶 凝胶技术制做的新型丁氯喘电极。电极有良好的能斯特响应。斜率为 5 5mV以上 ,线性范围为 1 .0× 1 0 -1～5 .0× 1 0 -5mol L ,检测下限为 2 .0× 1 0 -5mol L ,适宜的pH为 4.2～ 8.7。     

多孔Ni、Ni-Mo合金及其氧化物的制备与析氢性能

采用快速凝固结合脱合金化的方法制备了纳米多孔Ni、Ni-Mo合金及其氧化物电极材料,通过XRD、SEM、TEM、BET等对电极的物相、形貌结构、孔径分布进行表征,通过线性扫描伏安法、Tafel斜率和计时电位等方法测试多孔电极的电催化析氢性能。结果显示,制备的电极材料在10 mA·cm-2电流密度下Ni-Mo合金析氢活性最强,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,其表观交换电流密度为0.25 mA·cm-2,经10 000 s恒电流密度(100 mA·cm-2)电解后析氢过电位(η)仅增加39 mV,表现出优良的析氢稳定性。Ni-Mo合金电极比表面积的提高和本征催化活性的改善使其获得了更低的析氢过电位。     

碳纳米管修饰电极-人工神经网络同时检测一氯酚三种异构体

建立了碳纳米管修饰电极-人工神经网络同时检测-氯酚三种异构体的方法.在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,邻氯酚、间氯酚和对氯酚在碳纳米管修饰电极上均有一灵敏的不可逆氧化峰.采用微分脉冲溶出伏安法,在优化的实验条件下,邻氯酚、间氯酚和对氯酚的峰电位分别为624 mV、712 mV和632 mV,且浓度分别在2.07～103...     

Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti的制备及其电催化水分解性能

以钛网为基底,采用电沉积法制备了Ni-Fe/Ti析氧电极,然后将得到的Ni-Fe/Ti电极通过固相硫化制备了Ni-Fe-S/Ti析氢电极. 分别考察了电沉积液中Ni ²⁺/Fe ³⁺离子摩尔浓度比和硫脲加入量对Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti结构和电化学性能的影响. 结果表明,随着电沉积液中Ni ²⁺含量的增加,Ni-Fe/Ti电极析氧性能先增强后减弱,Ni9Fe1/Ti电极具有最好的析氧性能;随着硫脲加入量的增加,Ni-Fe-S/Ti电极析氢性能呈现先增强后减弱的趋势,Ni9Fe1S0.25/Ti电极具有最好的析氢性能. 在50 mA·cm ^-2下,Ni9Fe1/Ti电极的析氧过电位为280 mV,Ni9Fe1S0.25/Ti电极的析氢过电位为269 mV,且均具有很好的稳定性. 将Ni9Fe1/Ti与Ni9Fe1S0.25/Ti分别作为阳极和阴极进行电催化全水分解,电流密度达到50 mA·cm ^-2所需电势仅1.69 V,表现出很好的全水解催化性能.     

钛基氧化物Ru_((0.4-x))Ir_xTi_(0.6)电极电化学性能研究

应用热分解法制备Ru(0.4-x)IrxTi0.6三元金属氧化物电极,研究IrO2含量对电极析氯性能、催化选择性、强化寿命以及表面形貌的影响.结果表明:IrO2的加入使涂层的抗析氧腐蚀能力增强,膜电阻和反应电阻降低,强化寿命随着IrO2含量的增加而增长,由原来的1.0h提高到97h;IrO2含量为10%时,析氯电位低、析氧电位高、催化选择性好.一定量的IrO2的加入有利于细化晶粒、粗化表面.