RuO_(2)纳米纤维的制备及电解水析氧性能研究

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作者 纵榜峰 刘如祎 +4 位作者 魏博 潘晓君 刘鹏 叶锋 刘桂成 《电源技术》 北大核心 2025年第3期631-636,共6页

PEM电解水制氢中关键材料之一是析氧催化剂,目前使用的是贵金属催化剂,存在成本高、过电位高等问题。利用静电纺丝法和热处理制备了比表面积大、电子传输速率高的纳米纤维二氧化钌(RuO_(2))析氧催化剂。借助扫描电子显微镜技术(SEM)、... PEM电解水制氢中关键材料之一是析氧催化剂,目前使用的是贵金属催化剂,存在成本高、过电位高等问题。利用静电纺丝法和热处理制备了比表面积大、电子传输速率高的纳米纤维二氧化钌(RuO_(2))析氧催化剂。借助扫描电子显微镜技术(SEM)、能谱分析技术(EDS)和电化学技术等表征、测试手段,对比分析了在纺丝电压为11和12 kV时制备的纳米纤维RuO_(2)的形貌、结构和电解水析氧性能。结果表明,静电纺丝电压为12 kV时制备出直径为170 nm左右的纳米纤维状RuO_(2);当静电纺丝电压减小到11 kV时,纳米纤维直径降低为130 nm左右,纤维较细并且更均匀,有着更大的比表面积,能够暴露出更多的活性位点。静电纺丝电压为11和12 kV下制备的RuO_(2)纳米纤维在0.5 mol/L H2SO4中1.8 V时析氧反应电流密度分别为163和27 mA/cm^(2)。与商用RuO_(2)进行对照,发现11 kV下制备的RuO_(2)纳米纤维具有更高的析氧性能。研究表明采用静电纺丝制备RuO_(2)纳米纤维能够提高其电催化析氧的催化性能,有助于推动静电纺丝技术在制备电催化剂中的应用,可为后续研究提供一定的实验依据。 展开更多

关键词 电解水 ruo_(2) 析氧反应 静电纺丝 纳米纤维

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NMTO方法对金红石结构RuO_(2)的计算研究

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作者 向悦 梁敏 +1 位作者 王艺苏 谢文辉 《华东师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期100-108,共9页

采用基于密度泛函理论的NMTO(Nth-order muffin-tin orbital)方法,对金红石结构RuO_(2)进行了自洽计算研究.计算结果显示,在考虑电子关联效应时,RuO_(2)呈现出具有交替磁性特性的反铁磁有序;而若不考虑电子关联效应,RuO_(2)则无磁性.将N... 采用基于密度泛函理论的NMTO(Nth-order muffin-tin orbital)方法,对金红石结构RuO_(2)进行了自洽计算研究.计算结果显示,在考虑电子关联效应时,RuO_(2)呈现出具有交替磁性特性的反铁磁有序;而若不考虑电子关联效应,RuO_(2)则无磁性.将NMTO方法的计算结果与基于赝势平面波方法的VASP计算结果进行对比,发现NMTO方法能够合理地描述非密堆积金红石结构RuO_(2)的物理性质.此外,通过NMTO方法特有的折叠技术还成功获取了基于Ru的d电子轨道的紧束缚模型参数.这些参数与通过VASP(Vienna ab-initio simulation package)方法结合最大局域化Wannier函数得到的参数高度一致,差异很小.研究表明,NMTO方法能够很好地描述RuO_(2)的性质,其特有的折叠技术能够给出合理的紧束缚参数,从而有助于深入理解RuO_(2)的物性. 展开更多

关键词 密度泛函理论计算 金红石结构ruo_(2) NMTO方法

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Sn掺杂Ti/RuO_(2)⁃IrO_(2)电极的制备及电催化氧化苯酚性能分析

3

作者 任巧琳 王晓鹏 +5 位作者 严文君 杨涛 陈泽红 王家信 郑利军 王忠德 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第5期937-946,共10页

针对焦化废水对环境造成的污染问题,提出利用基于热解法制备的Sn掺杂Ti/RuO_(2)⁃IrO_(2)电极(SE)处理焦化废水。对材料的形貌、结构和性能等进行系统的表征和分析,通过试验考察了电解质种类、电流密度、电解质浓度、苯酚初始浓度和溶液... 针对焦化废水对环境造成的污染问题,提出利用基于热解法制备的Sn掺杂Ti/RuO_(2)⁃IrO_(2)电极(SE)处理焦化废水。对材料的形貌、结构和性能等进行系统的表征和分析,通过试验考察了电解质种类、电流密度、电解质浓度、苯酚初始浓度和溶液初始pH对SE降解苯酚性能的影响。结果表明,SE在最佳条件下(电流密度为20 mA·cm^(-2)、NaCl质量浓度为900 mg·L^(-1)、苯酚质量浓度为300 mg·L^(-1)且溶液pH无需调节)表现出良好的电催化活性且苯酚降解过程符合分段一级动力学模型,同时探究了反应过程中存在的活性物种和苯酚可能的降解路径。此外,SE具有良好的稳定性和实际应用性,为开发焦化废水处理新技术提供参考。 展开更多

关键词 Sn掺杂Ti/ruo_(2)⁃IrO_(2)电极 苯酚 废水处理 电催化氧化

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基于RGO-RuO_(2)复合材料的超疏水全固态硝酸根离子选择性电极的研制

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作者 邓锋 赵敏 +2 位作者 鲍彦舟 胡杰 颜家保 《现代化工》 北大核心 2025年第8期261-266,共6页

以制备的还原氧化石墨烯-二氧化钌(RGO-RuO_(2))复合材料作为固态接触层,经疏水修饰后构建了一种超疏水全固态硝酸根离子选择性电极GC/RGO-RuO_(2)-PFDTES/NO^(-)_(3)-ISE。RGO-RuO_(2)的SEM和XPS表征结果表明,RGO和RuO_(2)成功复合后... 以制备的还原氧化石墨烯-二氧化钌(RGO-RuO_(2))复合材料作为固态接触层,经疏水修饰后构建了一种超疏水全固态硝酸根离子选择性电极GC/RGO-RuO_(2)-PFDTES/NO^(-)_(3)-ISE。RGO-RuO_(2)的SEM和XPS表征结果表明,RGO和RuO_(2)成功复合后作为固态接触层可以改善彼此单独存在时易团聚的情况。电极的硝酸根离子检测及电化学性能测试结果表明,电极在1×10^(-1)~1×10^(-5)mol/L的硝酸根离子浓度范围呈现良好的近能斯特响应,响应斜率为-56.91±1.07 mV/dec,检测限为3.46±1.18μmol/L。电极不仅表现出良好的选择性、稳定性及pH适用能力,更展现出优异的抗水层干扰性。电极对黄家湖、汤逊湖和东湖三种实际水样的加标回收率为97.18%~103.28%,使用寿命可达90 d,在实际湖水中的硝酸盐检测方面具有良好的应用潜力。 展开更多

关键词 全固态离子选择性电极 硝酸根 RGO-ruo_(2) 复合材料 超疏水

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基于Bi金属掺杂对RuO_(2)形成纳米催化剂制备及稳定性研究

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作者 王志洋 迟军 +3 位作者 那靖辰 俞红梅 邵志刚 白建明 《电源技术》 北大核心 2025年第7期1511-1517,共7页

质子交换膜水电解(PEMWE)技术的高效运行亟需开发兼具高活性与强稳定性的酸性析氧反应(OER)催化剂。通过一步水热法成功制备了铋(Bi)掺杂二氧化钌(Bi-RuO_(2))催化剂,旨在通过Bi的电子调控作用协同优化RuO_(2)的催化性能。半电池测试表... 质子交换膜水电解(PEMWE)技术的高效运行亟需开发兼具高活性与强稳定性的酸性析氧反应(OER)催化剂。通过一步水热法成功制备了铋(Bi)掺杂二氧化钌(Bi-RuO_(2))催化剂,旨在通过Bi的电子调控作用协同优化RuO_(2)的催化性能。半电池测试表明,Bi-RuO_(2)在10 mA/cm^(2)的过电位为207mV(较RuO_(2)降低26%),Tafel斜率降至67.4 mV/dec(对比纯RuO_(2)的97.5 mV/dec),表明Bi掺杂显著加速催化反应动力学。恒电流测试(10和20 mA/cm^(2))中,催化剂稳定运行100 h。在PEM电解池中,基于Bi-RuO_(2)的膜电极(Ru载量1.0 mg/cm^(2))于1.82 V实现2000 mA/cm^(2)电流密度,并在150 h运行中保持稳定(衰减率97.6μV/h)。提出的催化剂制备方法和性能优化思路为开发低成本、高活性的PEM电解水析氧反应催化剂提供了较为重要的研究参考价值。 展开更多

关键词 PEM电解水 阳极催化剂 水热合成 Bi掺杂 ruo_(2)

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RuO_(2)/TiO_(2)复合催化剂制备及光催化性能 被引量：4

6

作者 贾贞健 韩曦 张杰 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1324-1332,共9页

通过湿浸法结合热处理工艺制备了RuO_(2)/TiO_(2)复合催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,并对RuO_(2)用量、光照强度、甲基橙溶液的pH值和通气量等不同条件下该复合催化剂的光催化效果进行了分析。... 通过湿浸法结合热处理工艺制备了RuO_(2)/TiO_(2)复合催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,并对RuO_(2)用量、光照强度、甲基橙溶液的pH值和通气量等不同条件下该复合催化剂的光催化效果进行了分析。结果显示,RuO_(2)的掺杂并未显著改变TiO_(2)的晶面结构,随着RuO_(2)质量分数的增加,样品颗粒尺寸先增大后减小,在添加质量分数为0.15%时达到较为理想的平衡点,光照强度为4.23 mW/cm2时,降解甲基橙的降解率达65%。同时甲基橙溶液为酸性,煅烧温度为550℃时,光催化效果更好。通气量并不是影响光催化效果的关键因素。RuO_(2)/TiO_(2)复合催化剂的制备和应用提供有价值的参考。 展开更多

关键词 ruo_(2) TiO_(2) 复合催化剂 光催化性 降解率 甲基橙

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RuO_(2)/BiOCl复合光催化剂的制备及其固氮性能研究 被引量：1

7

作者 田野 闫哲 +1 位作者 刘建新 樊彩梅 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第10期1872-1879,共8页

BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值,但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO_(2)/BiOCl复合光催化剂,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、... BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值,但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO_(2)/BiOCl复合光催化剂,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、电子顺磁共振等对其进行了表征,采用300 W氙灯为模拟太阳光源,评估了其光催化固氮性能。结果表明:当复合催化剂中RuO_(2)负载量达到0.2%(质量分数)时,RuO_(2)/BiOCl具有更好的固氮活性,在光照1 h后其最佳活性达到了131.9μmol/L。相较纯BiOCl催化剂,其固氮性能提升了3.5倍。最后,本文对催化剂的反应机理进行了相关探索,为制备具有更高固氮活性的光催化剂提供参考。 展开更多

关键词 ruo_(2)/BiOCl 半导体 水解 氧空位 固氮 光催化 协同作用

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Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极在碱性体系的失效行为 被引量：3

8

作者 景海龙 杨泽坤 +3 位作者 杨海涛 胡超权 俞小花 李荣兴 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第3期23-30,共8页

以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极为研究对象,对其在碱性析氧条件下的主要失效机制进行了深入的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析其失效前后的物相和形貌变化,利用标准强化电解寿命试验、电化学分析等... 以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极为研究对象,对其在碱性析氧条件下的主要失效机制进行了深入的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析其失效前后的物相和形貌变化,利用标准强化电解寿命试验、电化学分析等手段探讨了Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层阳极在碱性环境中的性能。结果表明,碱性体系中的强化电解并不是均匀的,可分为4个阶段;电极在碱性体系下的腐蚀是由外向内的,Ti/RuO_(2)-IrO_(2)涂层钛阳极的电解失效机制是物理作用和化学作用的叠加,物理变化主要表现为涂层变薄、裂纹加宽甚至剥落,化学变化表现为涂层中的贵金属氧化物逐渐被腐蚀,裸露出钛及其氧化物,导致电阻增大。 展开更多

关键词 钛涂层电极 Ti/ruo_(2)-IrO_(2) 强化电解寿命 失效机理 电解

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RuO_(2)-TiO_(2)/Ti阳极的研究进展 被引量：2

9

作者 杨瑞锋 冯庆 +2 位作者 白璐怡 张玉萍 任鹏 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期314-320,共7页

钌系涂层钛阳极具有稳定性好、电催化活性高、环境友好等特点,在电解水、阴极保护以及电化学除垢等领域具有广泛的应用前景。其中,涂层中二氧化钌(RuO_(2))的比例与存在形态是决定其电催化活性和稳定性的关键。在涂层钛阳极的制备中,热... 钌系涂层钛阳极具有稳定性好、电催化活性高、环境友好等特点,在电解水、阴极保护以及电化学除垢等领域具有广泛的应用前景。其中,涂层中二氧化钌(RuO_(2))的比例与存在形态是决定其电催化活性和稳定性的关键。在涂层钛阳极的制备中,热分解法因其操作简单、成本低、易工业化生产等优势而被广泛使用。介绍了目前在电解行业广泛应用的钌系涂层钛阳极——RuO_(2)-TiO_(2)/Ti阳极的应用领域,简述了RuO_(2)-TiO_(2)/Ti阳极中钌钛氧化物的特点和作用,并对RuO_(2)-TiO_(2)/Ti阳极的失效原因和制备工艺进行了阐述。主要综述了前处理、涂液组分比例、涂液浓度和烧结温度等工艺参数对通过热分解法制备的钛电极稳定性和电催化活性的影响,以及针对RuO_(2)-TiO_(2)/Ti阳极的失效原因提出钛阳极未来的改进方向,旨在促进本领域研究者更深入地了解钌钛阳极的特点、失效原因以及如何制备性能优良的涂层钛电极。 展开更多

关键词 钛阳极 热分解法 ruo_(2)-TiO_(2)/Ti 电催化活性 稳定性 改进方向

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Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)纳米结构阳极电催化析氧研究 被引量：1

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作者 刘越仁 辛永磊 +3 位作者 许立坤 段体岗 高显泽 郭明帅 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期436-444,461,共10页

目的研发含纳米结构Co_(3)O_(4)中间层的Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO_(2)-IrO_(2)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Co_(3)O_(4)纳米... 目的研发含纳米结构Co_(3)O_(4)中间层的Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO_(2)-IrO_(2)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Co_(3)O_(4)纳米片结构,随后采用热分解工艺在Ti/Co_(3)O_(4)表面制备RuO_(2)-IrO_(2)电催化层,从而构建了Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)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/Co_(3)O_(4)纳米片上RuO_(2)-IrO_(2)的负载量随涂刷次数增加逐渐增多,最终完全遮盖Co_(3)O_(4)纳米片中间层。且随着RuO_(2)-IrO_(2)前驱体溶液涂覆次数的增加,XRD观察到RuO_(2)-IrO_(2)衍射峰强度在逐渐增大。TEM测试显示Co_(3)O_(4)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RuO_(2)-IrO_(2)层的含Co_(3)O_(4)中间层阳极析氧电位最低,当电流密度达到10 mA/cm^(2)时,析氧电位仅为1.326 V(vs.SCE),低于无中间层的Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极(1.413 V)。循环伏安测试表明,Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)阳极的伏安电量达到62.83 mC/cm^(2),相较于Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极的23.65 mC/cm^(2)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Co_(3)O_(4)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/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)复合阳极的电化学活性仍明显优于循环极化试验前的Ti/RuO_(2)-IrO_(2)阳极。结论Co_(3)O_(4)纳米片中间层的加入使得Ti/Co_(3)O_(4)/RuO_(2)-IrO_(2)阳极的电催化析氧性能和稳定性都得到了提升。 展开更多

关键词 ruo_(2)-IrO_(2) Co_(3)O_(4)纳米片 电催化 析氧 金属氧化物阳极 伏安电量

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Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5)阳极在农村饮用水消毒中的应用 被引量：4

11

作者 郭静如 张雪娇 +1 位作者 廖帅 陈雪明 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期549-557,共9页

采用热分解法制备了一种新型高效析氯阳极Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5),将其应用于农村饮用水消毒频繁停开、低电解液浓度的特殊工况下,并与Ti/RuO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5)、Ti/RuO_(2)-TiO_(2)、Ti/RuO_(2)-TiO_(2)-IrO_(2... 采用热分解法制备了一种新型高效析氯阳极Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5),将其应用于农村饮用水消毒频繁停开、低电解液浓度的特殊工况下,并与Ti/RuO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5)、Ti/RuO_(2)-TiO_(2)、Ti/RuO_(2)-TiO_(2)-IrO_(2)三种析氯阳极进行性能对比。通过SEM、EDS、XRD等方法表征测试阳极表面形貌、元素及组成,考察了氯化钠浓度、电流密度、停开频率对阳极析氯效果和寿命的影响。研究发现,Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5)阳极活性强、稳定性高;阳极涂层各组分高度融合为固溶体,结构致密,稳定性强;在15 g·L^(-1) NaCl、400 A·m^(-2)电流密度、20 ℃条件下,Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5)阳极电解的电流效率达到91.55%;频繁停开、强化电解条件下寿命达到231 h,是Ti/RuO_(2)-TiO_(2)阳极的77倍,预估在400 A·m^(-2)电流密度下能够使用20年。 展开更多

关键词 Ti/ruo_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)-Sb_(2)O_(5) 农村饮用水 次氯酸钠发生器 强化电解寿命

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MnO_(2)-RuO_(2)/CFS复合电极制备及其电氧化性能研究 被引量：1

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作者 马伟涛 李再兴 +3 位作者 陈晓飞 刘艳芳 雷诣涵 侯鹏飞 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期98-105,共8页

采用电沉积法制备MnO_(2)-RuO_(2)/CFS(碳纤维布)复合电极,利用SEM、XRD、循环伏安测试等对制备的电极进行了表征,并通过降解高氯亚甲基蓝模拟废水实验,考察了制备电极的电化学氧化性能及影响因素。结果表明:MnO_(2)-RuO_(2)/CFS复合电... 采用电沉积法制备MnO_(2)-RuO_(2)/CFS(碳纤维布)复合电极,利用SEM、XRD、循环伏安测试等对制备的电极进行了表征,并通过降解高氯亚甲基蓝模拟废水实验,考察了制备电极的电化学氧化性能及影响因素。结果表明:MnO_(2)-RuO_(2)/CFS复合电极上分布着密集粗糙的MnO_(2)和RuO_(2)纳米晶体,可提高氯离子利用率和降解效率;与纯碳纤维布、RuO_(2)/CFS电极相比,MnO_(2)-RuO_(2)/CFS复合电极的电化学氧化能力更强,降解亚甲基蓝具有更高的脱色率和COD去除率。通过SPSS优化可以得到MnO_(2)-RuO_(2)/CFS复合电极处理亚甲基蓝废水的最佳条件:初始亚甲基蓝质量浓度550 mg/L,NaCl质量浓度20 g/L,电流密度90 mA/cm^(2),电解时间60 min,在此条件下,COD去除率达到95.90%。降解反应符合一级反应动力学。 展开更多

关键词 MnO_(2)-ruo_(2)/CFS复合电极 电化学氧化 亚甲基蓝

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不同RuO_(2)掺杂量Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极的电催化降解性能 被引量：1

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作者 唐静宜 蔡毅雄 +1 位作者 邵艳群 张燕斌 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期31-38,共8页

采用热分解法制备了不同RuO_(2)掺杂量(0,9.1%,16.7%,23.1%,28.6%,物质的量分数)的Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极,研究了RuO_(2)掺杂量对Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极电催化降解性能的影响。结果表明:掺杂RuO_(2)可以增加Ti/SnO_(2)-NiO-Ru... 采用热分解法制备了不同RuO_(2)掺杂量(0,9.1%,16.7%,23.1%,28.6%,物质的量分数)的Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极,研究了RuO_(2)掺杂量对Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极电催化降解性能的影响。结果表明:掺杂RuO_(2)可以增加Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极表面的吸附氧浓度、活性位点数量、离子价态种类,提高电极的比表面积、伏安电荷密度,促进电催化降解的进行,同时还能延长电极的强化寿命;RuO_(2)掺杂量为23.1%时,Ti/SnO_(2)-NiO-RuO_(2)电极对甲基橙的电催化降解速率最快,降解率最大,降解3 h后达到87%,较未掺杂RuO_(2)电极的提高了30%,该电极具有良好的电催化效果。 展开更多

关键词 ruo_(2)掺杂 Ti/SnO_(2)-NiO-ruo_(2)电极 电催化降解

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Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极的制备与性能研究 被引量：6

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作者 庄晓东 田林 +3 位作者 林琳 杨妮 李小英 谢刚 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期145-149,共5页

采用热分解法制备了Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极涂层进行分析;在硫酸溶液中对Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极性能进行循环伏安曲线(CV)、极化曲线(LSV... 采用热分解法制备了Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极涂层进行分析;在硫酸溶液中对Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极性能进行循环伏安曲线(CV)、极化曲线(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)测试。结果表明,添加Sn可细化涂层晶粒和改变涂层形貌,与Ti/IrO_(2)-RuO_(2)阳极相比,Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极析氧电位更低、电催化活性更好。Sn质量为涂层氧化物总质量3%时所得Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)阳极综合性能最好,此时,阳极析氧电位为0.802 V(Vs.MSE),伏安电荷q=286.01 mC/cm,具有很好的析氧催化活性。 展开更多

关键词 钛阳极 Ti/IrO_(2)-ruo_(2)-SnO_(2) 硫酸溶液 析氧催化 电化学

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硫掺杂二氧化钌用于高效酸性氧析出反应

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作者 冷顺欣 赵浩 +4 位作者 杨晨璐 陈驰 李军 王国樑 杨辉 《功能材料》 北大核心 2025年第10期10232-10236,共5页

二氧化钌(RuO_(2))在酸性介质中具有比二氧化铱(IrO_(2))更高的氧析出反应(OER)活性,被广泛认为是IrO_(2)理想的低成本替代材料。然而,传统RuO_(2)中晶格氧的高反应性导致严重的Ru流失,结构稳定性差。本研究提出了一种晶格硫(S)掺杂策略... 二氧化钌(RuO_(2))在酸性介质中具有比二氧化铱(IrO_(2))更高的氧析出反应(OER)活性,被广泛认为是IrO_(2)理想的低成本替代材料。然而,传统RuO_(2)中晶格氧的高反应性导致严重的Ru流失,结构稳定性差。本研究提出了一种晶格硫(S)掺杂策略,利用强S-O键抑制晶格氧直接参与OER反应,以稳定RuO_(2)中高活性的Ru位点。所制备的催化剂在酸性条件下表现出优异的活性和良好的稳定性,10 mA/cm^(2)下OER过电位仅为268 mV,同时能够稳定运行50 h以上,显著优于商业化RuO_(2)催化剂,证实了晶格S掺杂对于RuO_(2)活性和稳定性的增强作用,为设计高性能Ru基催化剂提供了新思路。 展开更多

关键词 ruo_(2) S掺杂 酸性氧析出反应 稳定性

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曲面响应法优化电化学氧化工艺深度处理垃圾渗滤液生化出水的研究 被引量：1

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作者 陶仁杰 李祥 黄勇 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期213-218,共6页

以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)电极为阳极、不锈钢电极为阴极构建电化学氧化工艺,用于前置反硝化/PN/Anammox混凝后的垃圾渗滤液脱氮除碳处理的研究。采用响应曲面法的BBD法考察电流密度、极板间距、初始pH、反应时间对COD去除率的交互影响,并... 以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)电极为阳极、不锈钢电极为阴极构建电化学氧化工艺,用于前置反硝化/PN/Anammox混凝后的垃圾渗滤液脱氮除碳处理的研究。采用响应曲面法的BBD法考察电流密度、极板间距、初始pH、反应时间对COD去除率的交互影响,并建立相关的数学模型,分析电化学氧化过程中总氮的转化。结果表明,各个影响因素显著,模型回归线性好,预测COD去除率最大值为89.38%。最佳实验条件为:电流密度为350 mA/cm^(2)、极板间距为24 mm、初始pH为7.0、反应时间为3.2 h。实际测得的COD去除率为90.12%,对腐殖酸、腐殖质类物质去除效果好,总氮中的氨氮被完全去除,部分氨氮转化为硝氮。 展开更多

关键词 Ti/ruo_(2)-IrO_(2)电极 电化学氧化 垃圾渗滤液生化出水 曲面响应法

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钌和铱阳极在环境电化学中的应用现状 被引量：4

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作者 徐明玥 陈松 +3 位作者 周建仁 王塞北 谢明 蒋云波 《贵金属》 CAS 北大核心 2022年第S01期128-138,共11页

贵金属阳极,特别是含有钌或铱的金属复合氧化物(MMO),由于其优异的导电性和较少的溶解性,在处理工业废水领域已引起人们的广泛关注。随着新型电极材料制备技术的发展,贵金属是目前电化处理工业污水方面最有前景的阳极材料之一。基于对7... 贵金属阳极,特别是含有钌或铱的金属复合氧化物(MMO),由于其优异的导电性和较少的溶解性,在处理工业废水领域已引起人们的广泛关注。随着新型电极材料制备技术的发展,贵金属是目前电化处理工业污水方面最有前景的阳极材料之一。基于对70多篇文献的分析,本文详述了贵金属阳极材料在降解染料污水、工业废水、医药、农药残留等有机污染物的应用。 展开更多

关键词 金属复合氧化物(MMO) 贵金属阳极 ruo_(2) IrO_(2)

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含Mn涂层钛阳极的制备及性能 被引量：5

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作者 庄晓东 田林 +3 位作者 林琳 杨妮 李小英 谢刚 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2022年第7期33-38,共6页

采用热分解法制备了不同含锰涂层钛阳极,对比测试了不同含锰涂层钛阳极的性能。对所制备钛阳极涂层成分和形貌进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测分析。通过循环伏安曲线(CV)、极化曲线(LSV)和加速寿命实验(ALT)测试,探究... 采用热分解法制备了不同含锰涂层钛阳极,对比测试了不同含锰涂层钛阳极的性能。对所制备钛阳极涂层成分和形貌进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测分析。通过循环伏安曲线(CV)、极化曲线(LSV)和加速寿命实验(ALT)测试,探究了涂层钛阳极在硫酸溶液中的电化学行为。结果表明,不同元素组成的涂层钛阳极表面形貌具有明显的差异,Mn可以明显改善涂层的形貌结构和催化性能,提高涂层的耐腐蚀性。通过对比,Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-MnO_(2)涂层阳极综合性能最好、强化电解寿命可达114 h,具有很好的吸氧催化活性和稳定性。 展开更多

关键词 钛阳极 Ti/IrO_(2)-ruo_(2)-MnO_(2) 酸性溶液 析氧催化 电化学

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电化学氧化降解水中三唑酮效能与反应路径

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作者 周舒 于冰洋 +3 位作者 杜柯龙 林榆文 冯能佳 智丹 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第11期1933-1941,共9页

三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学... 三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学阳极,开展电化学氧化技术降解和矿化水中TDF研究,比较和评估了不同类型阳极电化学降解TDF和溶液中TOC的效率;考察了电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH等反应参数对TDF电化学降解效率的影响;探究了TDF电化学降解路径及其降解产物毒性对溶液毒性的影响。结果表明:与Ti/RuO_(2)-IrO_(2)和Pt平板阳极相比,Ti/Ti4O_(7)平板阳极对水中TDF和溶液总有机碳(TOC)去除效果较好;Ti_(4)O_(7)平板和膜阳极均对水中TDF的降解和矿化具有较高活性,TDF电化学降解效率和溶液TOC去除率可达94.5%-95.7%和72.5%-75.5%,达到相同TOC去除率时Ti_(4)O_(7)膜阳极较其平板阳极反应能耗低低50%左右;水中TDF电化学降解效率与电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH值等反应参数有关,TDF电化学降解效率随电流密度增大而增大、随TDF初始浓度和溶液初始pH的增大而减少;水中TDF(m/z=294.5)电化学降解生成A(m/z=224.5)和B(m/z=103),A(m/z=224.5)继续氧化生成了C(m/z=173.5)和D(m/z=86),这些中间产物可进一步氧化为二氧化碳、水等无机物;TDF、A、B、C和D对水生生物分别呈有毒性、无害性、无害性、有害性和无害性,有毒性的TDF逐渐降解为无毒性的降解副产物,可能是造成TDF溶液毒性随着反应时间逐渐下降的原因。该研究表明TDF可被Ti_(4)O_(7)阳极电化学氧化技术高效降解和矿化,为电化学氧化技术去除水中TDF等有机农药的研究与实践提供思路借鉴。 展开更多

关键词 三唑酮电化学氧化 Ti/ruo_(2)-IrO_(2)平板阳极 Pt平板阳极 Ti_(4)O_(7)阳极 膜阳极 反应能耗 降解路径 毒性

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