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Ti/IrO2系电极是目前为止析氧用的最佳阳极,对析氧反应具有良好的催化活性和耐用性。近年来,随着环境和能源问题的日益突出,有机污水处理和燃料电池中也在尝试用这种电极作为阳极材料。由于同时较易发生析氧反应,该种电极在含有机物水溶液体系中比起常用的贵金属电极更不易被毒化而失活,所以越来越多的学者开始将目光投向这种电极在含有机物水溶液体系中的研究上。然而,到目前为止,前人的研究重点基本上放在电极对有机物的电催化与降解能力和电极的电化学行为上,对于电极自身的耐用性与失效特性的研究则很少,这在很大程度上限制了有机水溶液体系中电极的开发和应用。本论文在上述分析基础上,以含小分子甲醇的水溶液为电解体系,较系统地研究了Ti/IrO2电极的电化学行为与失效特性。 论文首先研究了烧结温度对Ti/IrO2电极在甲醇水溶液中电化学活性的影响。结果表明随着制备温度的升高Ti/IrO2电极的电催化活性下降。与不含甲醇的空白溶液相比,甲醇的存在大大降低了电极的表面活性,循环伏安曲线的电流响应和双电层电容值均下降,同时造成析氧发生电位的负移。主要原因是活性氧化物涂层的溶解和有机水溶液中有机物的吸附。与低温下不同,高温下(如600℃)制得的电极在甲醇水溶液中有着异常高的催化活性,XRD图谱显示当温度到达600℃时,有相当量的二氧化铱分解生成铱单质,金属铱的存在有利于有机物的氧化,这导致了电极对甲醇的较高的催化活性。 其次,研究了不同温度制度对电极在酸性溶液和含有甲醇的溶液体系的电化学性能的影响。结果表明,烧结温度制度的不同很大程度上影响Ti/IrO2电极的电催化活性。综合多种影响因素分析得出,在酸性溶液中,200-500℃间程序升温、300℃3层/500℃7层、300-500℃间程序升温等工艺所得电极具有较高的表观析氧电催化活性,而传统的500℃单一温度烧结与200℃3层/500℃7层工艺的电化学性能最差。不同制备工艺得到的电极在甲醇水溶液中的电化学性能相比不含甲醇的空白溶液要下降很多,但是不同制备工艺下电化学活性下降程度不同,实验结果表明采用程序升温工艺烧结得到的电极在甲醇溶液中表现出最好的电化学活性,并且在含有有机物的体系中活性比起在空白溶液中下降最少。