乙醇钛的电合成及应用分析

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1、乙醇钛的电合成及应用研究摘要本文详细研究了乙醇钛的电合成过程，并基于该过程开发了一种新颖的～步电解制备溶胶及伐．Ti单晶金属粉体的方法，该方法制得的溶胶凝胶材料可用于电活性物质的固定。首先，本文研究了钛阳极在乙醇体系内的阳极溶解过程以及电解过程中各反应参数对电合成结果的影响。研究表明在绝对无水的乙醇体系中，钛的阳极溶解过程经过了三步失电子过程，在每一步反应中一均失去～个电子，最终的动力学终产物是三价钛。在至％含水量的乙醇体系内，当实际电位低于击穿电位时，钛阳极表面钝化膜的生长过程遵循Macdonald模型，当

2、实际电位高于击穿电位时，阳极的钝化与氧化物的溶解同时进行。在恒电流阳极充电实验中，钝化膜的生长呈现两个不同的速率。本文的第一部分也对恒电流电解过程中各个参数对电位，电流效率，收率以及时空产率进行了细致的研究，得到最佳的工艺条件力：温度为60。C，电极距离0．6cm，电流密度8mA／cm2，支持电解质浓度0．0069／mL，电解时间9小时，此时电流效率以及产物收率均在90％以上。在乙醇钛电合成过程的基础上，开发了一种新颖的一步电解制备溶胶以及0【。Ti单晶金属粉体的方法。在电解过程中，控制相应的温度并加入定量的

3、水，可以在反应结束后直接得到钛氧化物溶胶，同时在电解过程中，由于不同晶型的钛电活性不同，从而使电溶解速率不同，电活性较差的a-Ti由于来不及发生电氧化反应而己粉末形态进入电解液中，经分离后可以分别得到溶胶以及a-Ti单晶金属粉体。该过程绿色无污染，能耗低，是一种新颖的制备钛溶胶及伐．Ti的方法。最后，本文研究了依据该方法制备的溶胶材料在固定电活性物质方面的应用，并详细对比了凝胶材料与层状无机材料在固定电活性分子上的差异。结果表明制得的凝胶材料具有较好的固定能力，适合应用予生物传感器领域，而几种新颖的层状无机材

4、料则更适于药物缓释领域。关键词：乙醇钛，溶胶．凝胶，固定，电合成ELECTRoCHEMICAILSYNTHESIS0FTITANIUMETHoⅪDEANDTHEAPPLICATIoNSTUDYABSTRACTInthispaper,theelectrochemicalsynthesisprocessoftitaniumethoxidehasbeenstudied，andtheapplicationofthisprocessusedtoproducesol-gel，O【一Tipowderandimmobiliz

5、ationwasalsoresearched．Inthefirstchapter,theanodicdissolutionreactionoftitaniumandtheeffectsofdifferentfactorsonthesynthesisprocesswereexaminedbyusinglinearsweepvoltammetry,potentiostatictransientandelectricconstantelectrolysis．Theresultsshowthatinanhydrous

6、ethanolelectrolyte，titaniuminitiallydissolvesthroughathree—stepelectro—oxidationprocess，theintermediatesweredetected．ThepassivationbehaviorofTi，inalcoholsolutionswith1％contentofwater,wasalsoinvestigated．Underpotentiostaticconditions，whentheappliedpotentialw

7、ashigherthanthefilmbreakdownpotential，theoxidefilmgrowsfollowingtheMacdonald’Smodel，andwhentheappliedpotentialwaslowerthanthebreakdownpotential，itinvolvestheformationofoxidefilmandthebreakdownofthepassivationprocess．Whenitwasstudiedundergalvanostaticconditi

8、on，itwasfoundthattheoxidefilmgrowsattwodifferentrates．Inthispaper,wealsohavestudiedtheeffectsofthefactorsonthevoltage，currentefficiency,materialyieldandspace-timeyieldandfoundthattheoptimumconditionisa