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        釕鈦涂層改進之RulrTiSnCo 涂層

        發布時間: 2023-02-01 瀏覽:696

          對 RuTi涂層進行的改性研究表明,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;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、改善陽極耐蝕性的作用。鞠鶴等人所研制的 RuIrTiSnCo陽極已成功地應用于次氯酸鈉發生器、海水電解、陰極保護等領域。

          從該陽極的SEM圖可見,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。從形貌上來說,RulrTiSnCo陽極較RuTi陽極涂層有優異的電化學性能及耐蝕性能。

          從RuTi與RuIrTiSnCo陽極涂層的X射線衍射圖可知,RuTi陽極存在著RuO2、Ti-RuO2及( RuTi)0x固溶體相等。而Rulr-TiSnCo陽極涂層內存在著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陽極的電化學性能。

          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。RulrTiSnCo 陽極在3 種溶液中都具有最低的極化電位,這說明 RulrTiSnCo陽極具有優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陽極具有好的電催化性及導電性;RulrTiSnCo陽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陽極的RugTi(n-g)O(2n-n)Eo(4g+2n)形式,同時,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個電子給予2個氧原子后,使氧原子分別構成8個電子層外,尚有5個未參與共有化的電子,較Ru原子與氧結合時多出1個未共有化的電子,所以,Ir的添加能增強Ru-Ti陽極的導電性及電催化性。

          Sn02為N 型半導體,本身為非化學計量,在煅燒溫度下,會發生下列反應:

        釕鈦涂層改進之RulrTiSnCo 涂層

          由于出現氧陽離子空位“O”而產生自由電子,增強了陽極的導電性。

          Co304為P型半導體,它使陽極電阻率有所增加,但它能促進燒結,提高制品密度,使陽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。在陽極煅燒過程中,形成了多元氧化物的置換固溶體,在置換過程中,Ti4+可被Co2+或 Co3+所取代,使固溶體周圍的氧原子減少,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程變得緩慢,阻礙了不導電層的生長。因而在快速壽命試驗中,RulrTiSnCo 涂層顯示比RuTi涂層長得多的壽命。


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