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本文采用SEM、XRD、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线、循环伏安曲线及加速寿命电化学测试等方法探讨了制备方法、工艺、涂层成分等对贱金属氧化物涂层的形貌和性能的影响因素,确定出最佳制备工艺,并应用贱金属氧化物涂层电极开展了在稀盐水中电解生成消毒用NaClO研究。
研究结果表明,热分解法制备的Ti/MnO2涂层电极其导电性和电催化性能与电沉积法制备的MnO2涂层电极相比,有了显著的提高。涂液的浓度、烧结温度、烧结时间等对热分解法制备Ti/MnO2涂层电极的电催化性能、稳定性有显著的影响。烧结温度为350℃,烧结时间30min涂覆1moldm-3Mn(NO3)2溶液制备的Ti/MnO2阳极具有最好的析氯及析氧电催化性能,在H2SO4中的加速寿命达到32h。添加SnSb、IrO2、Ni2CoO4等中间层可以显著提高Ti/MnO2涂层阳极的加速寿命并改善了其电催化性能。SbOx+SnO2的引入,对电极表面活性反应点数目影响不大,但基体和涂层间的接触电阻从12ohmcm-2降低至4.3ohmcm-2,电解液和新生的氧气侵入钛基体的通道受到阻隔和迟缓,有效延缓了接触电阻的升高,使得Ti基MnO2电极的加速寿命从32h升高至140h,并且电极的电催化性能也有了显著提高。
对制备的Ti/SnSb/MnO2涂层电极,开展了电解低浓度NaCl生成NaClO的研究,并确定了阴阳电极面积比、电解时间、温度、盐浓度、电流密度等参数。温度20℃,阳极面积为6cm2,电流密度20Adm-2时,电解60gL-1NaCl生成NaClO的有效氯的电流效率为80.1﹪,生成速度为22.26mgmin-1。