鈦材的表面處理及鈦基不溶性陽極研究.pdf

1、不溶性陽極(DSA)是指在電化學(xué)過程中，能保持尺寸和外形的穩(wěn)定的陽極材料。DSA具有高催化活性以及良好的耐腐蝕性，作為酸性、堿性介質(zhì)中析氧、析氯電極材料，DSA已被廣泛應(yīng)用于電鍍、氯堿工業(yè)、廢水處理等領(lǐng)域。
　　 IrO2/Ti陽極是已被廣泛應(yīng)用的DSA之一。然而目前市售的IrO2/Ti陽極仍存在耐酸、耐高溫性較差、電極壽命短等問題，這限制了IrO2/Ti陽極在工業(yè)上的實際應(yīng)用。已有的研究表明，Ti基體合適的表面處理方法，涂層中

2、RuO2、SnO2等金屬氧化物的復(fù)合或者在基體與涂層之間采用適當(dāng)?shù)慕饘倩蛘呓饘傺趸镏虚g層等方法可以提高IrO2/Ti陽極的性能。本論文為提高IrO2/Ti陽極的催化活性和使用壽命展開研究，主要研究工作如下:
　　 (1)采用陽極氧化法，在NH4F/H2SO4電解液體系中制備了大面積的有序二氧化鈦納米管陣列。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射技術(shù)分別對二氧化鈦納米管的微觀形貌及相結(jié)構(gòu)進行表征，并探討了納米管的形成機理及氧化條件對納米

3、管形貌的影響。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，增大電壓有助于二氧化鈦納米管的形成，管徑隨電壓的增加而增大;電壓超過25V后，二氧化鈦納米管發(fā)生塌陷;陽極氧化制備二氧化鈦納米管的過程可分為阻擋層形成、多孔層形成及多孔層生長三個階段。
　　 (2)采用熱分解法，在Ti/TiO2表面制備IrO2涂層，記為Ti/TiO2/IrO2，采用同樣的方法，在未進行氧化處理的鈦表面制備制備IrO2涂層，記為Ti/IrO2。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射技

4、術(shù)分別對涂層的微觀形貌和相結(jié)構(gòu)進行表征，通過循環(huán)伏安法、線性掃描伏安法、計時電位法等方法對電極的電化學(xué)性能進行研究。結(jié)果表明，與Ti/IrO2相比，T/TiO2/IrO2具有更低的析氧電位和更長的強化壽命，即具有更好的電化學(xué)性能和應(yīng)用價值。
　　 (3)采用NaF和NaCl溶液對鈦基體進行表面處理后采用熱分解法制備Ti/IrO2涂層，研究處理液pH值對Ti/IrO2電極性能的影響。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射技術(shù)、循環(huán)伏安法、