Ir0.5Pt0.5O2阳极的电催化活性及氧化电解水制备

• 作者: 任占冬 全姗姗 刘晔 朱玉婵 李文阳 柴波 王又容 高洁
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: Ir0.5Pt0.5O2复合材料 电解 析氯 析氧 反应动力学
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 992-1000
• 页数: 9页
• 分类号: TQ151.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20141176

摘要

氧化电解水作为一种新型、高效、环保的杀菌剂，具有广阔的应用前景。但目前在氧化电解水制备过程中，其阳极电催化材料存在效率低和使用寿命短等问题。采用亚当斯融合法制备了 Ir0.5Pt0.5O2复合氧化物电极。通过XRD 表征，其晶型为典型的金红石型结构。SEM 结果表明虽然颗粒之间存在团聚现象，但是可以明显观察到大量蜂窝状结构存在，提高了催化剂的比表面积和电化学面积。进一步的CV表征证明了这一点，同时在CV图中表现出明显的铂铱复合氧化物结构的特征。利用LSV技术分别考察了Ir0.5Pt0.5O2的析氯和析氧极化曲线，发现其单位表观面积上析氯活性明显提高，而析氧活性明显降低。计算表明 Ir0.5Pt0.5O2的析氯反应 Tafel 斜率为56.3 mV·dec?1，反应机理为 Volmer-Heyrovsky 机理，速控步骤为电化学脱附步骤；其析氧反应 Tafel 斜率为126.6 mV·dec?1，控速步骤为催化剂表面氢氧化物的形成。进一步电化学阻抗实验表明在1 g·L?1 NaCl 溶液中， Ir0.5Pt0.5O2析氯电催化活性优于IrO2，这与前面研究结果一致。在此基础上，以Ir0.5Pt0.5O2/Ti为阳极制备氧化电解水，在相同条件下，其有效氯含量明显优于 IrO2/Ti，同时电解效率也明显提高，强化试验寿命是 IrO2/Ti 的3.14倍，大大提高了电极性能，有利于其商品化使用。