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掺杂二氧化锡涂层钛阳极是一类活性高、成本低的耐酸阳极,在电化学合成、废水处理等方面具有较好发展前景。但目前该类阳极在强酸性溶液中使用存在的明显问题是:①阳极放出的活性氧与钛基体形成二氧化钛绝缘层使导电能力降低;②钛基体与活性层结合力差,活性层易脱落,导致阳极失活。通过添加晶体结构相似,能形成有限或连续固溶体结构的组分来增强阳极的稳定性。其中锑、锰掺杂二氧化锡固溶体(Sn1-XSbXO2和Sn1-XMnXO2)是增强阳极导电性与稳定性的有效组分。但目前对该类固溶体形成作用机制的理论研究还甚少,阻碍了钛阳极的进一步发展。本文系统研究了Sn1-XSbXO2和Sn1-XMnXO2固溶体及其相图。①采用化学共沉淀法制备了一系列Sn1-XSbXO2和Sn1-XMnXO2固溶体,采用热分解法制备了Ti/SnO2+MnOx+Y/PbO2阳极;②利用XRD、TG-DTA和XPS技术对固溶体在600℃~1000℃退火温度下的物相组成进行了分析;③根据XRD和TG-DTA的分析结果绘制了固相线下Sn1-XSbXO2和Sn1-XMnXO2固溶体相图;④利用交流阻抗技术分析了Ti/SnO2+MnOx+Y/PbO2阳极的导电性和稳定性。结果表明:1.采用化学共沉淀法制备的Sn1-XSbXO2和Sn1-XMnXO2固溶体颗粒均是纳米级的,颗粒细小且均匀。2.在600℃~1000℃退火温度下,Sn0.95Sb0.05O2只存在单一的四方金红石型SnO2物相,锑主要以Sb2O5的形式进入SnO2晶格内形成有限固溶体,固溶的方程式为: ;Sn0.95Mn0.05O2和Sn0.9Mn0.1O2固溶体也只检测到四方金红石型SnO2物相,锰主要以Mn2O3的形式进入SnO2晶格内形成有限固溶体,固溶的方程式为:。3.固相线下Sn1-XSbXO2(x = 0~1)固溶体相图大致分为三个区域:四方SnO2单相区、SnO2+Sb2O4两相区和斜方Sb2O4单相区,四方SnO2单相区是(Sn, Sb)O2ss固溶体(锑主要以Sb2O5的形式进入SnO2晶格内,并达到饱和);Sn1-XMnXO2(x = 0~1)固溶体相图也大致分为三个区域:四方SnO2单相区,SnO2+Mn2O3和SnO2+Mn3O4两相区,立方方铁锰矿型Mn2O3单相区(或四方黑锰矿型Mn3O4单相区),四方SnO2单相区是(Sn, Mn)O2ss固溶体(锰主要以Mn2O3的形式进入SnO2晶格内,并达到饱和)。(Sn, Sb)O2ss和(Sn, Mn)O2ss固溶体均可作为导电性好和耐腐蚀的耐酸阳极材料。4.热分解法制备的Ti/SnO2+MnOx+Y/PbO2阳极在2 A·cm-2的电流密度下,0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中的预期使用寿命可达70 h。