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涂层IrO2+Ta2O5钛阳极在析氧过程中的形貌和成分变化

姚书典 , 沈嘉年 , 刘冬 , 吴志良 , 孙娟

贵金属 doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2006.04.003

作者用热分解法制备钛基IrO2+Ta2O5涂层阳极,涂层制备态在373 K马弗炉中长时间时效处理,然后在0.5mol/L H2SO4介质中、4A·cm-2电流密度下进行强化寿命试验.用自带能谱仪(EDS)的场发射高分辩电子扫描显微镜(SE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行电解前后的表面形貌和成分分析.研究结果显示涂层制备态在373K马弗炉中长时间时效处理时,金红石IrO2织构优先生长且晶面间距随时效时间延长而增加;电解过程中涂层的失效过程为:气体氧对涂层界面的冲刷造成涂层逐层腐蚀消耗,接着涂层产生裂纹和扩展,导致涂层剥落;化学成分方面,涂层氧化铱优先消耗和氧化钛逐步积累.

关键词: 复合材料 , 钛阳极 , 氧化铱 , 氧化钽 , 失效机理

IrO2+Ta2O5系钛基改性涂层阳极和失效特点

姚书典 , 沈嘉年 , 孙娟 , 王国平 , 李爱军 , 饶英相

稀有金属材料与工程

研究了Ti/(IrO2+Ta2O5)涂层阳极钛基表面不同改性条件下的表面形貌,截面扫描和界面元素分布,电解强化寿命和失效机理.结果表明,钛基体表面改性对涂层表面形貌没有根本性影响,表面改性的涂层阳极在槽电压-电解时间曲线上具有很长的平台期,显示出很好的强化寿命,平台期的主要失效特点在于涂层的电化学溶解,溶解从"龟裂"处始发,并且逐层进行.

关键词: 钛阳极 , 失效机理 , 电解 , 二氧化铱 , 五氧化二钽

钛上阳极氧化生成TiO2光催化薄膜的结构与性能

沈嘉年 , 宋江江 , 马寒冰 , 武朋飞 , 肖美群 , 姚书典

稀有金属材料与工程

研究了电化学阳极氧化在钛上制备的纳米晶多孔TiO2光催化薄膜的结构与光催化特性.将工业纯钛片或钛箔暴露于电介质溶液并加一定电压,钛表面将氧化生长多孔TiO2薄膜.适当控制氧化电压、溶液温度,得到非晶氧化膜,再进行晶化处理,得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜.其晶粒尺寸约在10 nm~30 nm.用SEM,TEM,XRD表征TiO2薄膜的形貌与相结构.用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性,表明电化学氧化制备的纳米晶二氧化钛薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收,显示纳米结构的量子效应.测定了薄膜对酸性红溶液的光催化降解效率,结果表明反应30 min后薄膜对酸性红的光催化降解率可达95%以上.

关键词: 电化学氧化 , 纳米晶二氧化钛薄膜 , 光催化

电化学氧化生长纳米晶TiO2光催化薄膜结构与性能表征

宋江江 , 沈嘉年 , 李凌峰 , 姚书典

中国腐蚀与防护学报 doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2002.02.009

用电化学阳极氧化方法在Ti上制备纳米晶TiO2薄膜.结果表明,将工业纯钛片暴露于电介质溶液并加一定电压,Ti表面将氧化生长TiO2薄膜.适当控制氧化电压、溶液温度,可以得到非晶氧化膜,再进行控制条件下的晶化处理,得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜,其晶粒度约在10~30 nm.研究了电化学氧化过程氧化膜生长动力学,发现在0~80 V电压范围内,氧化膜随电压增加而增厚,在一定电压下氧化膜有一恒定的厚度,氧化膜厚度和氧化电流随时间而逐步降低呈对数规律,氧化膜生长过程受电场作用下离子通过膜的迁移所控制.用TEM、X-衍射表征TiO2薄膜的晶体形貌与相结构.用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性,表明电化学氧化制备的纳米晶TiO2薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收,显示纳米结构的量子效应.

关键词: 电化学氧化 , 纳米晶TiO2薄膜 , 光催化

电化学氧化生长纳米晶TiO2光催化薄膜结构与性能表征

宋江江 , 沈嘉年 , 李凌峰 , 姚书典

中国腐蚀与防护学报

用电化学阳极氧化方法在Ti上制备纳米晶TiO2薄膜 .结果表明,将工业纯钛片暴露于电介质溶液并加一定电压,Ti表面将氧化生长TiO2薄膜. 适当控制氧化电压、溶液温度,可以得到非晶氧化膜,再进行控制条件下的晶化处理,得到 锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜,其晶粒度约在10~30 nm.研究了电化学氧化过程氧化膜生 长动力学,发现在0~80 V电压范围内,氧化膜随电压增加而增厚,在一定电压下氧化膜有 一恒定的厚度,氧化膜厚度和氧化电流随时间而逐步降低呈对数规律,氧化膜生长过程受电 场作用下离子通过膜的迁移所控制.用TEM、X-衍射表征TiO2薄膜的晶体形貌与相结构.用 光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性,表明电化学氧化制备的纳米晶TiO2薄膜对近紫外 入射光产生强烈的吸收,显示纳米结构的量子效应.

关键词: 电化学氧化 , nano titanium dioxi de film , photocatalysis

n-TiO2阴极电沉积纳米金属铂及其电化学特性

姚书典 , 沈嘉年 , 孙娟

稀有金属材料与工程

用两步法对钛基材进行阳极氧化,然后用阴极电沉积方法制备出纳米级铂镀层Ti/TiO2-Pt阳极,用场发射电子扫描显微镜(SE-SEM)分析了Pt沉积前后的表面形貌,并测试了其晶粒度.结果表明,Pt晶粒度大小为80 nm~130 nm,阳极不仅具有与铂阳极相似的电化学行为特征,而且通过Pt掺杂明显改善n-TiO2电极的电催化活性,并随着沉积Pt时间的增加,其电催化活性提高.

关键词: 纳米 , 镀铂 , 钛阳极

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