SnO2电催化电极的制备及性能研究.
Ni2+掺杂Ti／SnO2-Sb2O5电极的制备及性能
（ 哈 尔滨 工程 ）
摘要 ： 采用溶 胶凝胶法制备了 Ｎ ｉ 掺杂 的 Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ Ｓ ｂ ２ ０ 电极 ， 并通过 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｅ Ｄ Ｓ、 苯酚降解 、 加速寿命实 验等技术手段 ， 研 究了Ｎ ｉ ２ ｔ 的掺 杂 对 电极 的 结 构 、 形貌 、 电催 化 性 能 及 稳 定 性 的 影 响 。 结 果 表 明 ： Ｎ ｉ 的掺人细化 了 Ｓ ｎ Ｏ 晶粒 ， 增 大 了 电极 的 比表 面积 ， 改 善 了 电极 表 面 的 龟 裂 程 度 ， 提 高 了 电 极 的 导 电性 能 ； 相对 于 Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ Ｓ ｂ ： Ｏ 电极 Ｎ ｉ ｚ ＋ 的 掺 入 将 苯 酚 完 全 降 解 的 时 间 缩 短 为 原来 的 ４ ０ ％， 将 电极 的使 用 寿 命 提 高 为 原 来 的 ４ ． ８倍 。
第２ ９卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ２月
无
机
化
学
学
报
Ｖ０ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ２ ２ ４３ — ２ ４８
Ｃ ＨＩ ＮＥＳ Ｅ Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ Ｃ ＨＥＭＩ Ｓ Ｔ ＲＹ
Ｎｉ 掺杂 Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ２ ． Ｓ ｂ ２ ０５ 电极 的制备及性能
ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｌ ｉ ｆ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ． Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｎｉ ２ ＋ － ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｃ ａ ｎ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｎＯ２ ｇ ｒ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｉｎ ｆ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｒ ａ ｉ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉｃ ｆ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄｅ ，ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ａ ｎ ｄ
F—Sb共掺SnO2复合材料的制备及电解甲基橙性能
一
采 用恒 电压方式 电催 化氧化 降解 甲基橙溶 液 。 电解 液 体 积 均 为 ９ Ｌ ｍ ，加 入 少 量 浓 度 为 １Ｏ ｇ Ｌ ｅ １ ｍ ／ 的ＦＣ。 ｌ 溶液。根据需要进行不同条件 的 试验 。以ＳＯ复合 电极为阳极 ，通过 “ ”型聚 ｎ Ｏ
后 ，载 流 子 浓 度 呈 现 随氟 含 量 的增 加 而 减 小 嘲 。
在高氟掺杂的样品中会出现结晶特性恶化 ，减少 了载流子浓度 ，导致电极导 电性下降［ ６ １ 。 ２２３ 煅 烧温 度对 甲基橙 溶液 降解 率的影 响 ．＿
在 甲 基 橙 初 始 浓 度 为 ５ ｍｇ 、 ｐ ０ ／ Ｌ Ｈ为 １ ｅ 、Ｆ
２ 结 果 与讨 论
２１ 甲基橙 降解 影 响 因素 主次 的确 定 ．
洗干燥后钛板呈浅灰色 ，无光泽 ，显有麻面 ，存
于无 水 乙醇 中备 用 。
。 ‘
首先 ，称 取 一 定 量 的ＳＣ 于 ４ ｍ 的 无 水 ｎ１ 溶 ０Ｌ 水 乙醇 中 ，将 三 种 混 合 物 分 别 放 人
第 ５期 ２ １ 年 １ 月 ０１ ０
纳 米 科
技
Ｎｏ ５ ． Ｏｃｏ ｅ ２ ｔｂ ｒ ０１ １
Ｎａ ｏ ｃｅ ｃ ＆ Ｎａ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｓ ｉｎ ｅ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ
从 图３ 中可看 出 ，随着材 料煅 烧 温度 的升 高 ，
相应制备电极电解 甲基橙溶液时，降解率呈现先 增大后逐渐降低 的趋势。当煅烧温度为７３ 时 ， ７Ｋ 制得 的电极降解 甲基橙溶液的效果最好。随着温
图 １ 甲基 橙 降 解 率 随涂 层 的 变化 曲线
图１ 甲基橙降解率随涂层的变化曲线 。从 是 图１ 可看 出 ，当涂 溶胶 层数 为９ ，相应 制 备 的 电 时 极对 甲基橙溶液的降解效率最大，可能是因为 当 涂层数较少时，钛基体表面生成二氧化钛的概率
纳米SnO2／ZnO复合氧化物的制备及制备条件对光催化性能的影响
摘要 ： Ｓ Ｃ４・ Ｈ Ｏ、 ｎ Ｏ ７ ２ Ｎ 以 ｎ Ｉ ５ ２ Ｚ Ｓ ４・ Ｈ Ｏ、 Ｈ３・ ２ Ｈ Ｏ为原料 ， 用 共沉 淀法 制备 出纳米 Ｓ Ｏ／ ｎ 采 ｎ ２Ｚ Ｏ复 合光 催 化 剂， 以降解甲基橙为模型反应 ， 考察 了不同条件制备 的复合 氧化 物 的光催化 活性 ， 并用 Ｔ Ｍ、 Ｒ Ｅ Ｘ Ｄ测 试手段对
Ｌ１
１ 实 验 原 料
Ｓ Ｃ ４ ・ ５ ０、Ｚ Ｓ ｎ １ Ｈ２ ｎ Ｏ４ ・７ ０、ＮＨ３ ・ Ｈ２ Ｈ２ ０、
式： ＝ Ｄ
／１ ｃｏ ￣／ ｓ ２
（ Ｄ为沿 晶 面垂 直 方 向上 晶粒 的
Ｈ Ｏ ， 为分 析纯 。 Ｎ ，均 纳米 Ｚ Ｏ， 阳冶 金 化工 研究 所 生产 。 ｎ 贵
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７６ ０ ２ ３ 催化 剂的评 价 ．
化 学研 究与 应 用
第２ ０卷
照时， 甲基橙 的 降 解 率 较低 ； 有 复 合 催 化 剂 时 ， 只 甲基橙 基本 没 有 被 降 解 ， 明 光催 化 剂 对 甲基 橙 说 基 本无 吸 附作 用 ； 有 在 紫外 光 照 和催 化 剂 同 时 只 存 在时 ， 甲基橙 才会迅 速被 降解 。
基盒项 目： 贵州省优 秀科技教育人才省长 资金 ［ “２０ －ｌ］ 贵州省教 育厅科学研究 资金 。 Ｎ ０５ｌ１ ；
联 系人筒介 ： 曹建新 （９ ６ ） 男 ， １５ － ， 教授 ， 主要从事绿 色化工与清洁能源技术研 究。Ｅ ａ ： ｃｏ ｚ．ｄ ．ｎ ｍ ｉ ｊ ａ ＠ｇ ｅｕ ｃ ｌｘ ｕ
１ ∞
以复合光催 化剂 对 甲基 橙 的 降解 率 评价 其 光
催 化性 能 。反 应装 置为 自制 ， 实验用 灯为 ２０ 高 ５Ｗ 压 汞灯 ， 灯 主要光谱 在 ３０ ｍ－５ｎ 之 问 ， 该 ５ｎ ４０ｍ 主峰 值 为 ３５ ｍ。 高 压 汞 灯 距 离 磁 力 搅 拌 器 表 面 ６ｎ
TiO2改性钛基SnO2电极的制备及性能研究
关 键 词 Ｓ ｎ Ｏ ｚ 电极 Ｔｉ ０ 改性 电 催 化 氧 化 ４ 一 氯 苯 酚
Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｉ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ Ｓ ｎ ０２ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ Ｔｉ Ｏ２ ＧＵＯ Ｍ ａ ｎ ｑ ｉ ｎ ，Ｄ Ｕ ＡＮ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ｕ ｅ ． （ １ ．
摘要
采用热分解法 制备 了钛基 Ｓ ｎ Ｏ ２ （ Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ ２ ） 电极 和Ｔ ｉ Ｏ ２ 改性 钛基 Ｓ ｎ Ｏ ２ （ Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ ２ 一 Ｔ ｉ Ｏ ２ ） 电极 。利用 扫 描电子 显微 镜
（ Ｓ Ｅ Ｍ） 和 ｘ射线衍射（ Ｘ ＲＤ） 仪， 极 化 瞳线 和 循 环 伏 安 测 试 等 方 法 对 改 性 前 后 的 电极 进 行 表 征 ， 并 考 察 电 极 的 电催 化 氧 化 能力 。结 果表明 ， Ｔ ｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ２ 一 Ｔ ｉ Ｏ２ 电 极 膜 层 中存 在 锐钛 矿 型Ｔｉ Ｏ２ 粒子 ， 引 入 的Ｔｉ Ｏ２ 使 Ｔｉ ／ Ｓ ｎ Ｏ２ 一 Ｔｉ Ｏｚ 电 极 具 有 比 Ｔｉ ／ Ｓ ｎ Ｏｚ 电 极 更 粗 糙 的 表 面 和 更 大 的 比表 面 积 ， 且使电极的析氧过电位由 １ ． ７ Ｖ提高至 ２ ． ０ Ｖ 循 环 伏 安 测 试 结 果 和 电 催 化 氧 化 ４ 一 氯苯酚 （ ４ － Ｃ Ｐ ） 过程均表 明，
Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ，Ｊｉ ｌ ｉ ｎ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｓｉ ｐｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ １ ３ ６ ０ ０ ０； ２ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ —
热分解法制备锡锑电极及其性能的研究
热分解法制备锡锑电极及其性能的研究周涛;姚颖悟;王枫【摘要】SnO2-Sb2 O5 electrode was prepared on Ti substrate by pyrolysis. Effects of coating solution concentration , ratio of tin and antimony, temperature and sintering time on the electrode properties were investigated. Morphology and structure of the electrode were characterized by optical microscope and XRD, the electrocatalytic performances were studied by electrolytic degradation of methyl orange. Results showed that when the rrnratio of tin and antimony was 9:1,temp erature was 550 ℃. and sintering time was 60 min. , the prepared electrode possessed uniform and compact surface, showed stable cell voltage when used for electrolysis of methyl orange, and exhibited good electro-catalytic effect.%在钛基体上采用热分解法制备锡锑氧化物电极,考察了涂液浓度、锡锑比、烧结温度及烧结时间等对电极性能的影响,分别利用金相显微镜和X-射线粉末衍射仪对电极涂层的形貌和结构进行了表征,并通过电解甲基橙溶液考察了锡锑氧化物电极的性能.结果表明,当n(锡)∶n(锑)为9∶1,烧结θ为550℃,t为60 min时制得的电极表面颗粒均匀致密,用其电解甲基橙溶液时槽电压稳定,电催化效果良好.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】3页(P31-33)【关键词】锡锑电极;电催化性能;制备【作者】周涛;姚颖悟;王枫【作者单位】河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TQ153.13引言近年来，随着工业的发展，有机废水对环境的污染日益严重，各种处理有机废水的方法也相继应运而生，其中电化学降解法最受关注，而制备电极的不同方法则成为目前电化学方法研究的主要内容。
SnO2的研究
二氧化锡膜气敏传感器核心研究深入探讨摘要：在论述二氧化锡气敏机理的基础上，介绍了通过掺杂金属、金属离子、金属氧化物等方法制备二氧化锡膜气敏传感器的研究成果以及二氧化锡传感器阵列电鼻子的研究现状，并对其发展趋势进行了展望。
一、引言随着纳米技术的发展，与该项技术相结合的气敏传感器的研究已经成为热门课题。
这类传感器以其较好的灵敏度和选择性、良好的响应和恢复时间以及较长的使用寿命，而被广泛应用于各种有毒有害气体、可燃气体、工业废气、环境污染气体的检测。
1931年，研究人员发现金属氧化物 Cu2O的电导率随H2O蒸汽的吸附而改变，从此拉开了材料气敏特性研究的序幕，并将这种特性与传感器技术相结合而制成气敏传感器。
气敏传感器的敏感材料主要是导电聚合物、金属氧化物和复合氧化物。
导电聚合物包括聚吡咯、聚噻吩、聚吲哚、聚呋喃等;金属氧化物则包括SnO2、ZnO、WO3、Fe2O3、 TiO2、CeO2、Nb2O5、Al2O3、In2O3、LnMO3(Ln=La、Gd ，M=Cr、Mn、Fe、Co)等，其中又以SnO2、 ZnO、Fe2O3 三大体系为主;复合氧化物主要为MxSnO3(M=Cr、Mn、Fe、Co)。
目前普遍采用的方法是以二氧化锡(SnO2)为基材，通过掺杂等方法制备出气敏传感器，用以检测某种气体的成分和浓度。
二、二氧化锡气敏机理的理论模型SnO2 属于N型半导体，含有氧空位或锡间隙离子，气敏效应明显。
关于其气敏机理的理论模型有多种[1]，一般认为其气敏机理是表面吸附控制型机制[2]，即在洁净的空气(氧化性气氛)中加热到一定的温度时对氧进行表面吸附，在材料的晶界处形成势垒，该势垒能束缚电子在电场作用下的漂移运动，使之不易穿过势垒，从而引起材料电导降低;而在还原性被测气氛中吸附被测气体并与吸附氧交换位置或发生反应，使晶界处的吸附氧脱附，致使表面势垒降低，从而引起材料电导的增加，通过材料电导的变化来检测气体。
稀土Ce掺杂对SnO2电极电学性能的影响
再对 比 ａ ｂ两 图 ， 以看 到随着 Ｃ 含量 的提高衍 ， 可 ｅ 射 峰的强度有 所提 高 ，从而说 明 Ｃ ｅ可 以促进 二氧化锡 晶体 的生长 ，使 得 晶体 发育 更加完 整 ，这些有 助于提 高
氧化锡 电极 的导 电性能 。
２２ 实 验 方 法 ．
性 能。实验 结果表 明，Ｃ 掺 杂有 利于提 高 Ｓ Ｏ 电极 的 ｅ ｎ２
导 电性 能 ，并 随 Ｃ 含 量增 加 ，导 电性也提 高。共 沉淀 ｅ 制得 的原 料粉体 具有 纯度 高 、 杂均 匀等特 点 ， 利 于 掺 有 充分发挥 添加 剂在 Ｓ Ｏ２ ｎ 电极 中起 到的提 高导 电性 能 的 作 用 ，且共 沉淀 法操 作较 简便 ，易实现从 实验 室制备到
要求 【。 目前研究主 要集 中于掺杂 Ｓ 、Ｃ 、Ｍｎ等元素 ３ 】 ｂ ｕ 在氧化锡 电极中 引 ，但极 少涉及到稀 土元素 ，而作为 高 新技术材 料 的宝库 ，稀土元 素有着 多方面优点 。研 究表 明，稀 土的掺杂会对 电极性 能产 生多方面 的影响［ ２ １ 】 ， 如 电极的导 电性 、电极 涂层 热分解 的温度 ，电极 的析 氧 电位 等 ， 并且稀 土氧 化物 的能 带结构与 电催化 活性直 接 相关 。因此通过 掺杂氧化 铈 ，提 高氧化锡 电极 的 电学性 能是 可行 的。 本工 作对实 验 室制备 的稀土 Ｃ ｅ掺杂 Ｓ Ｏ ｎ２ 电极 ，进 行 了形 貌 、组成 及 结构 的分析 表 征 ，并 研 究
实际生 产的转 化 。
以分 析纯 Ｃ Ｃ ｅ ｈ和 Ｓ Ｃ ｎ ｈ为 原料 ，采用共沉 淀法合 成纳米 Ｓ Ｏ 粉 体 。首先按 照一定 的 Ｃ ｎ２ ｅ与 ｓ ｎ的比例 ， 将 ＣＣ ｅ ｈ与 Ｓ Ｃ４ 别溶于稀 ＨＣ ，加 去离子 水至一定 ｎ １分 １ 体积 。溶 液置于 圆底 烧杯 中 ，在磁 力搅 拌下 ，向混合溶
RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的制备与应用研究的开题报告
Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的制备与应用研究的开题报告一、选题背景与意义随着工业化进程的加快，环境问题已成为重大社会问题。
其中，水污染的治理尤为关键，而水污染治理的核心技术之一便是电化学水处理技术。
电化学水处理技术利用电异质反应对水中有害物质进行氧化还原反应，从而达到去污净水的效果。
而阳极作为电化学反应中重要的电极材料，其性能对电化学水处理技术的效果起着至关重要的作用。
Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极因其具有优良的耐腐蚀性、稳定性以及良好的电催化性能等优点，近年来广泛应用于电化学水处理、废水处理以及海水淡化等领域。
因此，针对该阳极的制备与应用进行深入研究，对于推动电化学水处理技术的发展具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过对Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的制备方法以及性能分析，研究其在电化学水处理、废水处理和海水淡化等领域的应用效果。
具体研究内容如下：1.优化Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的制备方法，探究其制备条件对其电催化性能的影响。
2.探究Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极在电化学水处理、废水处理和海水淡化等领域的应用效果。
3.分析Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的电催化反应机理，为进一步改善其性能提供理论基础。
三、研究方法1.制备Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极：采用化学共沉淀法和溶胶-凝胶法分别制备Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极。
2.分析Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的电化学性能：通过循环伏安法、交流阻抗法等技术分析Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极的电催化性能。
3.探究Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极在电化学水处理、废水处理和海水淡化等领域的应用效果：采用Ti/RuO2-IrO2-SnO2-Sb2O5阳极进行电化学水处理、废水处理和海水淡化等实验，考察其应用效果。