贵金属修饰钛阳极的制备及电催化性能研究

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1、上海大学硕士学位论文摘要采用阳极氧化．阴极电沉积两步法：先在钛基体上阳极氧化法制各多孔Ti02薄膜，再在这层多孔状薄膜上采用阴极电沉积方法掺杂Pt、Ir制备出Ti用02．Pt修饰电极和n俄02．Ir修饰电极。利用xRD、sEM、TEM、SIMS、孔径分布测定、电化学测试等手段系统研究了不同工艺条件下制备的Ti门ri02薄膜电极的结构形貌、相组成、晶粒尺寸、表面孔隙率及电化学性能，得出了制备Ti仍02薄膜电极的最佳工艺参数，同时研究了鼬Ti02．Pt修饰电极和啪02．Ir修饰电极的表面形貌、电催化性能、表面电阻率及快速放氧寿命。研究结果表明，采用阳极氧化法可制备得到纳米晶多孔Ti

2、02薄膜，薄膜由锐钛矿相纳米晶和非晶相构成，纳米晶粒直径在20m左右。电解质溶液的酸碱性影响Ti02薄膜的表面形貌，碱性条件下制备的薄膜表面平坦致密，酸性条件下制备的薄膜表面呈多孔状结构。综合Ti门ri02薄膜电极的晶粒尺寸、表面形貌、表面孔隙率及电化学性能，可知室温1mol几H2S04溶液，氧化电压为120V，氧化时间为11min是制备Ti02薄膜电极的最佳工艺条件。此时制备所得的Ti02薄膜厚度约73oIlm，孔径为35011IIn，表面孔隙率为12．7％。研究了阴极电沉积Pt、h过程，掺杂贵金属Pt、h明显降低了Ti门ri02电极的表面电阻率值，大大提高了电极的导电性能。

3、由极化曲线和阻抗谱结果得出：掺杂Pt，Ir明显改善了Ti／Ti02电极的电催化性能，沉积时间1min的凰m02．Pt修饰电极己具有Pt电极的电催化性能；随着Pt沉积时间的增长，修饰电极在硫酸析氧反应中的电催化活性进一步提高。由快速放氧寿命测试结果表明，删02一Pt修饰电极的快速寿命值提高了，Ti爪02．Pt5min修饰电极的快速寿命值与吲Pt电极相比延长了一倍。关键词：钛阳极，阳极氧化，电催化，纳米晶二氧化钛薄膜V上海大学硕士学位论文ABSTRACTA似o-st印procedl】rcwasuscd向rmeprI翟aratjonoftlIeP拙modmedTi爪02allOdes

4、：First，amicroporoustitaniumdioxidew嬲fbnnedbyanodisationofmetitaIlilllIIsubstrate，tll肌dopingPtorIrontllemicroporousTi02filmsbycamodicd印osition．Themorl'hology，咖lctI聃觚ddec昀c删yticactivitiesoftlleTim02elec呐despr印aredatdi腩rellttechniquepar锄eterswerecharact积zedbyXRD，SEM，TEMandmeasureInentsofdecn∞h锄

5、icalbehaviors．Theoptim砌tedlniquepar锄e时sfortIlepnepara￡ionofmeTi爪02filmdectrodew℃reobtained．Inaddition．tllech觚lct鲥zationofIhePt／Irmodifiedfilmdec∞deswerealsosystematicallystIldied．nis矗Ⅻndthatthemultiporous趾dnano-crystallineTi02mmscaIlbeobtainedbyanodicoxidationmemod，tllefillllsarecomposedofa1

6、1at嬲eaIld锄ophollsmixs仃uctIIres，tllecrystalsizeisabOut20mn．ThenatI】reofelectIDlytehas铲eaIefrectonthcmorpllologyofTi02丘lms．ThemicroporousstnJctureofTi02thinfilmisfoⅡned血theacidicdectrolyte，wlliletIlefilmis锄oothaIldcompactintllealkalineelec仃01Me．111eoptiⅡmmtedlniquep珊I锄eters南rmcpreparationofmcT

7、i用02mmdectrodearemat：1)meelechDl”esolutionislm01／LH2S04；2)meoxidationvoltagcat120v．3)thcoxidationtcInperatllreatroomtemperal=llre；and4)tbeoxidationtimeisabout11min．nethi出lessoffihnpr印aredundersuchconditionisabout730m，thesurfaceporesizeisabout350nm，