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《山东大学》 2006年
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电解海水用Ru-Ti-Ir氧化物阳极涂层的研制

王科  
【摘要】:电解海水技术可以有效地防止海洋生物对各种海上设施的污损,而阳极材料是保证这一技术成功实施的关键所在。我国现有的金属氧化物阳极涂层存在电催化活性低、使用寿命短等缺陷,大大限制了其应用。因此人们制备了各种成分的氧化物阳极涂层,力求不断改善其不足,但至今尚未见突破性改善的报道。 本文系统的研究了热分解法制备Ru-Ti-Ir阳极涂层过程中的各影响因素,并对其失效机理进行了分析。最后添加少量的Sn元素对Ru-Ti-Ir阳极涂层进行改性研究,并分析了阳极涂层制备方法的影响。 本文采用正交设计分析了涂层配方以及溶剂对阳极涂层性能的影响,并通过SEM、EDX、XRD、强化电解寿命、析氯电位、析氯电流效率、极化曲线、循环伏安曲线和交流阻抗等试验方法,研究了不同组分阳极涂层的物理性能和电化学性能。研究结果表明,Ru-Ti-Ir氧化物阳极涂层的最优配方为Ru:Ir:Ti=U:Z:(100—U—Z)(mol%),溶剂为正丁醇。并且发现正丁醇和异丙醇混合使用对提高氧化物阳极涂层的耐蚀性有一定的帮助,但异丙醇的加入同时会使阳极涂层的析氯电位升高、析氯电流效率降低。 涂液浓度对阳极涂层的表面形貌有着显著的影响,随着涂液浓度的增加,阳极涂层表面龟裂纹增多,并变宽加深。当龟裂纹增加到一定程度时,阳极涂层表面簇状晶粒的析出变得困难。从工艺和性能上综合考虑,涂液浓度控制在0.35mol/L较为合适。 对Ru-Ti-Ir氧化物阳极涂层在强化电解试验中的变化进行了过程监测并探讨了其失效机理,得出阳极涂层的工作过程可分为三个阶段:“活化区”、“稳定区”和“失效区”。在“活化区”和“稳定区”,导致阳极涂层失活的主导因素为活性物质的溶蚀,但两者之间的溶蚀形式大为不同。在“失效区”导致失活的主导因素为涂层的剥落和基体表面TiO_2钝化膜的生成。 为改善Ru-Ti-Ir氧化物阳极涂层的性能,在其中添加了少量的Sn元素。结果表明,Sn组元的添加不仅有利于阳极涂层耐蚀性和析氯电流效率的提高,而且能够有效降低涂层析氯电位。并且得出Sn组元的添加量为2mol%时,所得阳极涂层的综合性能较为优异。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG174

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
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7 范娜;前驱物热分解法和液相还原法制备纳米及亚微米级材料[D];山东大学;2007年
8 黄巍岭;金属陶瓷硬质覆层材料的应用基础研究[D];山东大学;2008年
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1 王科;电解海水用Ru-Ti-Ir氧化物阳极涂层的研制[D];山东大学;2006年
2 牛璐;ZnO纳米材料的制备与表征[D];浙江大学;2006年
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4 马涛;中高温太阳能选择性吸收涂层的制备与研究[D];武汉理工大学;2011年
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7 王晓颖;钛酸铋钠基压电陶瓷制备及性质研究[D];山东大学;2005年
8 贾金亮;高性能钛酸钡基PTCR陶瓷材料的研究[D];西北大学;2005年
9 李岩;多孔氧化钛薄膜的制备与结构及氧敏性能的研究[D];天津大学;2005年
10 宋国卫;堇青石—莫来石复合材料的合成及研究[D];中南大学;2005年
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