• 釕鈦涂層改進(jìn)之RulrTiSnCo 涂層

    發(fā)布時(shí)間: 2023-02-01 瀏覽:954

      對 RuTi涂層進(jìn)行的改性研究表明,鉑族金屬Pt、Ir、Au等具有反應選擇性好、耐蝕力強、不易鈍化的特點(diǎn);普通金屬 Sn、Co、Sb、Bi 等元素的氧化物具有調節氣體析出電位、改善陽(yáng)極耐蝕性的作用。鞠鶴等人所研制的 RuIrTiSnCo陽(yáng)極已成功地應用于次氯酸鈉發(fā)生器、海水電解、陰極保護等領(lǐng)域。

      從該陽(yáng)極的SEM圖可見(jiàn),RuTi涂層晶粒粗大,裂縫寬,且大多數呈貫穿型,RulrTiSnCo 涂層晶粒較細,晶粒間的裂縫窄且很少連續。從形貌上來(lái)說(shuō),RulrTiSnCo陽(yáng)極較RuTi陽(yáng)極涂層有優(yōu)異的電化學(xué)性能及耐蝕性能。

      從RuTi與RuIrTiSnCo陽(yáng)極涂層的X射線(xiàn)衍射圖可知,RuTi陽(yáng)極存在著(zhù)RuO2、Ti-RuO2及( RuTi)0x固溶體相等。而Rulr-TiSnCo陽(yáng)極涂層內存在著(zhù)Ti-RuO2-Ir02、Ti-Ir-RuO2、Ti-Ru02、Ti-SnO2、SnO2-CoO、Co3O4及RuIrTiSnCo0x固溶體相等。后者這些固溶體相的存在,改善了 RulrTiSnCo陽(yáng)極的電化學(xué)性能。

      比較了RuTi 和 RulrTiSnCo 兩種電極分別在0.5mol/L H2SO4,3% NaCl和飽和NaCl中的極化曲線(xiàn)。RulrTiSnCo 陽(yáng)極在3 種溶液中都具有最低的極化電位,這說(shuō)明 RulrTiSnCo陽(yáng)極具有優(yōu)異的電催化性及導電性。

      RuO2、IrO2、PdO2、Os02四種氧化物具有金屬導電性,且隨溫度升高導電性降低。由于在RuTi 陽(yáng)極里,主要形成了RuQ2+ TiO2固溶體,其形式為 RugTi(n-g) O(2n-n)eo(4g+2n),因為在TiO2中摻雜有 Ru4+及 Cl-和 O2-缺位,RuTi陽(yáng)極具有好的電催化性及導電性;RulrTiSnCo陽(yáng)極主要由多元氧化物的固溶體與一般氧化物組成,一方面,它具有RuTi陽(yáng)極的RugTi(n-g)O(2n-n)Eo(4g+2n)形式,同時(shí),Ir、Sn、Co 的添加,也增強了其電催化性及導電性。Ir原子的外層電子構型為5d76s2,把其中的4個(gè)電子給予2個(gè)氧原子后,使氧原子分別構成8個(gè)電子層外,尚有5個(gè)未參與共有化的電子,較Ru原子與氧結合時(shí)多出1個(gè)未共有化的電子,所以,Ir的添加能增強Ru-Ti陽(yáng)極的導電性及電催化性。

      Sn02為N 型半導體,本身為非化學(xué)計量,在煅燒溫度下,會(huì )發(fā)生下列反應:

    釕鈦涂層改進(jìn)之RulrTiSnCo 涂層

      由于出現氧陽(yáng)離子空位“O”而產(chǎn)生自由電子,增強了陽(yáng)極的導電性。

      Co304為P型半導體,它使陽(yáng)極電阻率有所增加,但它能促進(jìn)燒結,提高制品密度,使陽(yáng)極制品的主晶相顆粒間隙變小。

      另外,Ru、Ir、Ti、Sn、Co 原子都具有四面體結構,原子尺寸大致相等。在陽(yáng)極煅燒過(guò)程中,形成了多元氧化物的置換固溶體,在置換過(guò)程中,Ti4+可被Co2+或 Co3+所取代,使固溶體周?chē)难踉訙p少,即氧的缺位增多,增大了電催化活性。

      Ir、Sn、Co 作為活性元素加入電極里,使固溶體的晶格常數變小,涂層的裂縫大為減少,使得氧擴散和滲透過(guò)程變得緩慢,阻礙了不導電層的生長(cháng)。因而在快速壽命試驗中,RulrTiSnCo 涂層顯示比RuTi涂層長(cháng)得多的壽命。


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