Ti/Co3O4/RuO2-IrO2納米結構陽極電催化析氧研究

劉越仁，辛永磊，許立坤，段體崗，高顯澤,2，郭明帥,2

Ti/Co3O4/RuO2-IrO2納米結構陽極電催化析氧研究

劉越仁1，辛永磊1，許立坤1，段體崗1，高顯澤1,2，郭明帥1,2

（1.中國船舶重工集團公司第七二五研究所 海洋腐蝕與防護重點實驗室，山東 青島 266237；2.哈爾濱工程大學 材料科學與化學工程學院，哈爾濱 150001）

研發含納米結構Co3O4中間層的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2陽極，并對其電化學析氧性能進行研究，以提升Ti/RuO2-IrO2金屬氧化物陽極的電化學析氧性能。在Ti基底上電沉積制備Co(OH)2，燒結形成Co3O4納米片結構，隨后采用熱分解工藝在Ti/Co3O4表面制備RuO2-IrO2電催化層，從而構建了Ti/Co3O4/ RuO2-IrO2復合陽極。使用透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）和電化學工作站對涂層的微觀表面形貌、物相組成、電化學性能等進行觀察與分析。SEM顯示出Ti/Co3O4納米片上RuO2-IrO2的負載量隨涂刷次數增加逐漸增多，最終完全遮蓋Co3O4納米片中間層。且隨著RuO2- IrO2前驅體溶液涂覆次數的增加，XRD觀察到RuO2-IrO2衍射峰強度在逐漸增大。TEM測試顯示Co3O4中間層是由納米顆粒堆疊組成且具有多孔結構。電化學極化曲線測試表明，涂覆三次RuO2-IrO2層的含Co3O4中間層陽極析氧電位最低，當電流密度達到10 mA/cm2時，析氧電位僅為1.326 V（vs. SCE），低于無中間層的Ti/RuO2-IrO2陽極（1.413 V）。循環伏安測試表明，Ti/Co3O4/RuO2-IrO2陽極的伏安電量達到62.83 mC/cm2，相較于Ti/RuO2-IrO2陽極的23.65 mC/cm2提高了166%。穩定性能試驗表明，在經過1 000次循環穩定性試驗后，加入Co3O4納米片中間層的復合陽極的伏安電量降低了35.94%，低于無中間層陽極48.88%的伏安電量損耗率。循環極化試驗后的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2復合陽極的電化學活性仍明顯優于循環極化試驗前的Ti/RuO2-IrO2陽極?！?br>