1、“.....不同组分对氧气的亲和力是不同的,组合不同的阀金属和贵 金属,可在较小的贵金属浓度下提高阳极活性,降低贵金属使用量。通过考察不同金属在酸碱 环境中的析氧极化行为可知,不同材料表面的析氧电流值相差可达到几个数量级,在酸性溶液 中和电极是最佳催化剂,而在碱性溶液中则以阳极最佳。虽然是最佳的 析氢用电极材料,但其用在析氧上却表现出很高的阳极过电位,般认为,贵金属及贵金属化 合物的析氧催化活性顺序为,但耐腐蚀性能却是 ,从活性角度看,贵金属不能少,为了提高稳定性和电催化选择性,添加元素涉及以下 四类元素 贵金属化合物 贵金属化合物为半导体氧化物,但其独特的导电能力成为首要的研究对象。最早实现工业 化的钛阳极析氯型金属阳极,贵金属氧化物为,因为具有很高的活性。在 和钛阳极中,为活性氧化物,起到电催化作用,而和作为辅助氧 化物,可稳定。但这两种阳极材料在析氧领域的使用均告失败,后来研究发现具有双中功用......”。
2、“.....又能稳定涂层,如 等阳极得到成功应用。其中电极析氧作用最好,但由于含量为 ,含量为,阳极材料成本依然很高。表列出了些氧化物对的标准平衡电极 电位 表金属氧化物对的氧化还原电位 低价氧化物高价氧化物 基体金属及其合金 基体金属对提高阳极性能有着举足性能的影响。 稀土元素及其氧化物 由于稀土元素在催化性能上的特性,近年来关于贵金属化合物及其复合结构氧化物在电极 中的应用研究工作非常活跃。现在共识是,在析氯过程中的电催化机理是变价贵金属化合物在 电极表面为活性中心,所用的稀土元素都将是良好的高温析氯催化剂。 增加可形成高价离子并具有导电性的中间层 在基体金属与表面活性层之间增加个中间层,可使电催化材料的寿命大大提高,中间层 涂层的氧过电位较高,析氧困难,同时又起到阻挡氧气向基体扩散和渗透......”。
3、“.....延缓了基体的钝化失活,使涂层工作寿命大大延长。在文 献报道中氧化物氧化物氧化物,以及氧化物作为中间 层。制备工艺简单,使用效果明显。 涂层制备方法的研究进展 阳极材料表面涂层是物质聚集状态决定了涂层的真实表面积和空洞特性。真实表面积越 大,电流定,则单位反应面积上的电流密度就可降低,反应平稳,阳极寿命长。而空洞越大 越深,惰性面积就越大,电流击中效应明显,导致阳极材料失活。因此,阳极涂层制备必须考虑如何提高真实反应面积和改善空洞分布,以提高电催化性能。 热分解制备技术 前躯体溶解在合适的溶剂中形成溶液,将溶液涂覆于预处理的钛基体上,溶剂蒸发,于 分解,在金属钛基体上形成几个微米厚的氧化物层。在热分解过程中,金属钛基体 表面被部分氧化形成层薄的,隔离了基体金属和涂层材料的连接,增大阳极电阻,影 响到氧化物层的电化学行为和服役寿命,同时涂层成分和涂液配比不致,导致涂层结构成分 分布不均匀......”。
4、“.....限制了高性能阳极材料的开发。 溶胶凝胶法 日本学者采用方法制备了超细和钛阳极材料,采用 此工艺可开发纳米结构钛阳极材料,提高阳极活性和耐腐蚀性能。但采用方法需在 下烧结,会生成锐钛矿氧化钛,急剧恶化阳极性能,也不可避免造成机体恶化。从原料 来看,因法需采用金属醇盐作为前躯体,而贵金属醇盐合成难度大,化学性质活泼, 易于水解沉淀,因而造成法在实施中受到较大的限制。 制备工艺 采用溶液聚合方法,在多羟基醇的作用下,有机酸与金属离子形成螯合物,螯合物在加热 过程中聚酯化,形成按化学计量比均匀分布的聚酯树脂,并在高温下获得贵金属氧化物涂层。 近年来,阳极制备方法随着新工艺和新技术的采用,又发展了些新的制备工艺,如电 磁感应加热法,采用电磁感应加热使前躯体快速分解减少 基体氧化,但耗时较长需小时。激光加热法,采用激光器作为发热源,可大大缩短 加热时间,极大减弱基体的氧化......”。
5、“.....操作复杂,质量难以控制。微波等离子体增强化学气相沉积,以及梯度功能氧化物钛阳极。 四有关本项目的现有工作基础和支撑条件 该项目在昆明理工大学校重点基金的资助下已开展了近两年的科研开发工作,搜集了近十 年来有关钛阳极材料的相关文献,并结合实际的研究工作做了详尽细致的总结归纳,对钛阳极 材料的制备技术和发展现状及趋势有较全面的了解。研究工作主要集中于贵金属氧化物涂层材 料的制备与钛阳极材料的性能结构的强关联关系,对贵金属前躯体的形貌结构粒度分布,实 验室制备工艺各项参数与电化学性能之间的内在关系进行了较为全面的研究,取得了阶段性的 成果,所制备的小批量贵金属表面改性钛阳极材料已提供给数家厂家试用,各项性能指标完全 满足厂家提出的要求,这充分说明了该新工艺是可行的。前期大量基础工作,为开展本项目奠 定了良好的技术基础......”。
6、“.....即溶液中,工作温度,电流密度为, ,贵金属修饰钛阳极材料寿命 涂层表面均匀 示范线方面 建立条年产贵金属表面改性钛阳极板中试示范线 其它 申请国家发明专利项以上,发表文章篇以上。 二项目的主要研究开发内容 本项目所采用的制备技术有独特的创新性,要实现相应目标和内容的关键在于对超声活 化技术的控制,法合成工艺的控制,以及贵金属与其他活性元素体系的构架,热分解 工艺的优化。同时提出不同制备条件下的显微结构制备工艺的热力学和动力学对阳极材料性 能的影响规律,得到性能优异的钛阳极材料。 具体研究内容如下 金属钛基体材料的超声活化工艺刻蚀 采用钛酸丁脂作为原料......”。
7、“.....以及采用 法制备纳米氧化钛,研究材料物相微观形貌制备工艺与晶体结构的强关联关系。 采用方法制备系列贵金属氧化物组元,分析贵金属个氧化物在温度影响下发生的组织变化以及制备溶液的性质对其性能结构的影响。 采用法制备其他活性元素如与贵金属的氧化物电极涂层材料,研究 混合氧化物相结构的变化及相互影响规律,以及不同配比对阳极性能的影响。 研究采用上述方法获得的涂层材料与金属钛基体材料的组装工艺,同时采用电化学 测试手段研究阳极材料在析氯和析氧条件下的电化学性能,分析其对催化性能的影响规律。 三试验开发规模及地点 本项目根据自身工艺特点和目前市场容量以及本单位的市场开拓能力,拟建年生产规模为 的贵金属修饰钛阳极材料示范线,总投资万元。由于本工艺无污染,是清洁的生产工 艺,同时考虑到原材料和产品运输等原因,建设地点定在攀枝花钒钛科技园区......”。
8、“.....将超声活化技术引入金属钛基体刻蚀工艺,有效提高了 刻蚀效率,降低了刻蚀工艺中的耗酸量,大大缩短了时间,方面可减少对环境污染的可能性, 另方面提高了生产效率。同时采用方法同时制备氧化钛贵金属其他活性金属的 混合涂层,方面可大大提高涂层与金属钛基体的结合表面积,提高活性,另方面可大大降 低贵金属的耗量。采用此工艺,与其它制备方法相对比,其特点为基板纯钛消耗量小,仅为 ,贵金属与纯钛基材结合良好,结合力高,无漏点,贵金属耗量小,阳极材料电化学性能 优良,使用寿命长,是种工艺简练成本低无污染的绿色制备工艺,尚未见相关报道。 总论 项目的主要内容及技术原理简述 该项目属于材料的先进制备成型加工技术及高性能产品,主要内容是采用全新的 制备技术制备具有广泛用途的贵金属表面改性钛阳极板材料。其技术原理为采用超声活化工艺 对纯钛金属板材表面进行活化处理后,与采用法获得贵金属有机前驱体进行高效吸附......”。
9、“.....该工艺的 创新点在于采用先进的超声活化技术,可有效地减少纯钛消耗量,法合成具有高效吸 附特性的贵金属有机前驱体,并有效搭配具有不同功能的其他活性金属与贵金属配比,使贵金 属有机前驱体与纯钛基板材料有效吸附,降低贵金属用量,降低热分解温度,提高贵金属和纯 钛基材的结合力。采用此工艺,与其它制备方法相对比,其特点为基板纯钛消耗量小,仅为 ,贵金属与纯钛基材结合良好,结合力高,无漏点,贵金属耗量小,阳极材料电化学性能 优良,使用寿命长,是种工艺简练成本低无污染的绿色制备工艺,尚未见相关报道。 本项目拟在已取得前期基础研究成果的基础上,进行工程化制备技术研究,使技术更趋完 善,同时建立条年产贵金属表面改性钛阳极板中试示范线,年消耗钛材吨左右, 同时考核贵金属表面改性钛阳极板电化学性能,结合性能,机械强度等有关指标,使各项性能 核准通过,归档资料......”。
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