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烧结温度对嵌入SnO2钌锡涂层电化学性能的影响

2021-12-01刘钰如王欣周丽红

电镀与涂饰 2021年21期

刘钰如 ,王欣,周丽红

(1.武汉城市学院机电工程学部,湖北 武汉 430083; 2.福州大学材料学院,福建 福州 350108)

RuO2基电极的电化学性能优异,在析氯、析氧等领域具有重要地位,但是钌(Ru)价格昂贵,资源匮乏,为减少其用量,掺入其他贱金属成为研究的热点[1-3]。SnO2同RuO2一样具有金红石相结构,其晶型结构稳定且唯一,适合作为阳极材料[4]。研究发现,在涂层中添加锡(Sn)不仅有助于减少贵金属的用量,降低电极的成本,而且能增大氧化物涂层的比表面积,有效提高涂层的催化活性和稳定性,延长涂层钛阳极的使用寿命[1,5-6]。

本文在钛阳极上采取热分解方法制备了嵌入20% SnO2晶种的Ru0.45Sn0.55O2涂层(Ru与Sn总物质的量之比为45∶55),通过循环伏安法、内外活性分析法和极化曲线法比较了不同烧结温度下涂层电极的电化学性能,获得了制备高电化学性能阳极的最佳烧结温度。

1 实验

1.1 试剂

三氯化钌(RuCl3·3H2O)、四氯化锡(SnCl4·5H2O)、草酸、柠檬酸、硫酸、无水乙醇,均为市售。

1.2 基材前处理

采用纯钛板(TA2)作为电极基体,切割成2 cm × 1 cm的尺寸,再经砂纸打磨、碱洗和去油,然后置于质量分数为18%的硫酸溶液中煮沸60 min,以去除表面氧化膜,随即浸泡于质量分数为10%的草酸中在80 °C下刻蚀1 h,取出后用蒸馏水冲洗并用电吹风烘干,存于无水乙醇中备用。

1.3 SnO2晶种的制备

将SnCl4·5H2O和柠檬酸按物质的量比13∶ 分别溶于无水乙醇中,在磁力搅拌下将柠檬酸乙醇溶液按30滴/min的速率滴入SnCl4·5H2O乙醇溶液中,令其充分反应,静置48 h制成凝胶。随后放入干燥箱中烘干,再在300 °C箱式炉中处理2 h,制得纳米SnO2晶种。……

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