电解二氧化锰工业中钛基涂层阳极研制

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1、西北工业大学硕士(或博七)学位论文第一章绪论摘要本文比较了电解二氧化锰工业中常用的阳极材料制备方法、性能与特点。根据对阳极性能的要求，提出了阳极材料的改进方法，并制备Ti／Sn02、Ti／SnRuCo、Ti／Mn02／SnRuCo、删SnRuMn四种阳极涂层。借助x衍射()承聊和电子扫描电镜(SEM)对氧化物的形貌、相结构、晶体结构和组织结构等方面进行分析。另外，通过循环伏安等电化学性能测试，讨论了不同涂层对DSA阳极性能的影响。结果表明：1)对于Ti／Sn02阳极，普通热分解方法也可制备纳米二氧化

2、锡涂层，其晶体结构为金红石结构；热氧化为500"(2时，往Ti／Sn02涂层中添加Ru、Co能显著提高Ti／Sn02涂层的电催化性能，而添加La则不能提高。2)对于Ti／SnRuCo阳极，随着温度的升高，涂层表面的裂纹宽度有所增加。在制备温度为600℃时，涂层析出钌单质。钌含量较低时，主要为锡基固溶体；钌含量较高时，主要为钌基固溶体。添加锡能细化涂层晶粒。涂层裂纹数在钌含量较低和较高时都较少。随着钴含量的增加，涂层晶粒变细，但钌锡固溶体也开始脱溶。添加较多的钴会导致钻的氧化物以黑色颗粒状脱落，并附带

3、钉的氧化物脱落。钛基锡钌钴涂层阳极的最佳制备工艺初步为：制备温度500℃；锡钌钴的摩尔比为：6l：35：4。3)使用Mn02中间层能显著减小涂层裂纹数，但不改变粗糙度。Mn02中间层的涂层积分电荷最大。Mn02中间层的涂层内表面积对涂层的贡献最大，孔隙率也最大。其交流阻抗在复阻抗平面图为两条斜率不同的直线。在高频区，其相位角略大于45℃，在低频区其相位角接近于90℃。通过交流阻抗的分析得知，Mn02中间层的涂层的孔隙延伸不是很深，而其他三种中问层及无中间层的涂层裂缝延伸很深。加速电解实验可分为“活化

4、、稳定、失效”三个阶段。使用Mn02中间层的涂层的电解寿命最高，为1970min，是无中间层的2倍。原因来自于外表面的裂缝并没有过多的延伸到涂层内部。4)对于Ti，riSnRuMn阳极，在不同温度制备下，涂层均为单一金红石固溶体结构。添加Ti能提高固溶能力，但随着Ti的增加，Ru的减小，衍射强度减小，涂层的表面裂纹逐渐减小。在Sn：Mn=3：2处，涂层晶粒最细。随着sn的增加，Mn的减小，衍射强度减小，涂层的表面裂纹也逐渐减小。Ti用SnRuMn涂层阳极的最佳制备工艺初步为：制备温度500"C；钛锡

5、钌锰的摩尔比为：2：2：3：3。关键词：钛阳极，积分电荷，纳米涂层，孔隙率两北工业大学工学硕十学位论文AbstractSomeanodesandtheirmanufacturemethodsarecomparedeachotherintheElectrolyticManganeseDioxideind璐tryinthisarticle．Accordingtothedemandoftheanodescapability，theamelioratedmethodstoanodesarebroughtfo

6、rwardinitandthreekindsofAnodeofTiarcprepared，whichisTi／Sn02,Ti／SnRuCo，Ti／Mn02／SnRuCoandTi广nSll】hLMnanodes．Themorphology,phasestructure．crystalstructureandmorphologyofmultivariantoxideswerestudiedbyXRDandSEM．Finally,Theofdifferentcoatingsonpropertiesoft

7、hemultivariantactiveoxidecoatedwerestudiedbysomeelectrochemicalmeasurementsincludingcyclicvoltammograms．nefollowingresultsareindicated．1)ForTi／Sn02anode．theresultshows：normalthermaldecompositionmethodCanpreparethellano-coating．，whichcrystalstructureism

8、tile．Andwhenthepreparationtemperatureofcoatis500"C．appendingRu、CoelementsincoatingCanimprovetheelectrochemicalcapabili够ofTi，Sn02electrode,however,appendingLaelementCannot．2)ForTi／SnRuCoanode．theresultshows：withthetemperaturearising,thew