Ti/Co3O4/RuO2-IrO2纳米结构阳极电催化析氧研究

摘要：

目的 研发含纳米结构Co3O4中间层的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO2-IrO2金属氧化物阳极的电化学析氧性能.方法 在Ti基底上电沉积制备Co(OH)2,烧结形成Co3O4纳米片结构,随后采用热分解工艺在Ti/Co3O4表面制备RuO2-IrO2电催化层,从而构建了Ti/Co3O4/RuO2-IrO2复合阳极.使用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和电化学工作站对涂层的微观表面形貌、物相组成、电化学性能等进行观察与分析.结果 SEM显示出Ti/Co3O4纳米片上RuO2-IrO2的负载量随涂刷次数增加逐渐增多,最终完全遮盖Co3O4纳米片中间层.且随着RuO2-IrO2前驱体溶液涂覆次数的增加,XRD观察到RuO2-IrO2衍射峰强度在逐渐增大.TEM测试显示Co3O4中间层是由纳米颗粒堆叠组成且具有多孔结构.电化学极化曲线测试表明,涂覆三次RuO2-IrO2层的含Co3O4中间层阳极析氧电位最低,当电流密度达到10 mA/cm2时,析氧电位仅为1.326 V(vs.SCE),低于无中间层的Ti/RuO2-IrO2阳极(1.413 V).循环伏安测试表明,Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的伏安电量达到62.83 mC/cm2,相较于Ti/RuO2-IrO2阳极的23.65 mC/cm2提高了166％.稳定性能试验表明,在经过1000次循环稳定性试验后,加入Co3O4纳米片中间层的复合阳极的伏安电量降低了35.94％,低于无中间层阳极48.88％的伏安电量损耗率.循环极化试验后的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2复合阳极的电化学活性仍明显优于循环极化试验前的Ti/RuO2-IrO2阳极.结论 Co3O4纳米片中间层的加入使得Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的电催化析氧性能和稳定性都得到了提升.

关键词：RuO2-IrO2、Co3O4纳米片、电催化、析氧、金属氧化物阳极、伏安电量

所属期刊栏目：51

分类号：TG174.2(金属学与热处理)

在线出版日期：2022-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：436-444,461