钛基二氧化钛、二氧化锡电极的制备及性能研究

钛基二氧化钛、二氧化锡电极的制备及性能研究

论文摘要

TiO2是一种重要的高性能高功能材料,它的某些性能如半导体、电学、光学性能等都很突出。长期以来它都作为一种重要的材料应用在各个领域。纳米SnO2是典型的n型半导体,具有比表面大、活性高、熔点低、导热性好等特点,在气敏材料、电学方面、光电显示器、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面有广泛应用。本实验所采用的是溶胶凝胶法来制备薄膜电极,电极材料和制备方法是影响电极结构,进而影响电极电化学性能的主要因素。将所制得的电极与电化学工作站联用,采用计时电量法,以邻苯二甲酸氢钾为目标有机物,实验确定了溶胶的配比、煅烧温度、煅烧时间、涂层厚度和涂层层数等工艺条件,同时测试结果表明氧化电流随物质的浓度呈线性变化,可以用来测定水中有机污染物的浓度。采用SEM以及XRD等检测方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行了分析。采用循环伏安法、交流阻抗法对电极进行测试,应用循环伏安(CV)法和电化学阻抗谱(EIS)法分别研究了Ti/TiO2、Ti/SnO2薄膜电极在硫酸溶液中的循环伏安行为和界面阻抗和容抗。这个实验所采用的实验方法相对简单,在制备过程中不产生二次污染,能耗非常小操作简便,在实际中有一定可行性。本研究提出的检测有机物浓度的方法,在环境监测领域中有很好的发展前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题设计背景综述
  • 1.1.1 电化学氧化技术在测定有机污染物含量的应用
  • 1.1.2 电化学氧化技术在废水处理中的应用
  • 1.1.3 电化学水处理技术的优点
  • 1.1.4 电化学氧化的基本原理
  • 1.1.5 电极材料的发展及氧化物电极的研究应用现状
  • 1.1.6 有机污染物降解历程推测
  • 1.2 金属电极材料基体的选择
  • 1.3 本实验电极表面涂层的选择
  • 2的基本特性'>1.3.1 TiO2的基本特性
  • 2的基本特性'>1.3.2 SnO2的基本特性
  • 1.4 半导体能带理论
  • 1.5 薄膜制备技术
  • 1.5.1 溅射沉积
  • 1.5.2 热喷涂法
  • 1.5.3 化学气相沉积
  • 1.5.4 电沉积法
  • 1.5.5 溶胶凝胶法
  • 1.6 表征电极的电化学方法
  • 1.6.1 计时电量法
  • 1.6.2 循环伏安法
  • 1.6.3 交流阻抗法
  • 1.7 课题设计和研究意义
  • 1.7.1 目的和意义
  • 1.7.2 主要研究内容
  • 2、Ti/SnO2以及掺杂薄膜电极的制备'>第2章 Ti/Ti2、Ti/SnO2以及掺杂薄膜电极的制备
  • 2.1 实验仪器与试剂
  • 2.1.1 实验仪器
  • 2.1.2 实验试剂
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 电解液(邻苯二甲酸氢钾或苯酚溶液)的配制
  • 2.2.2 薄膜电极基体表面的预处理
  • 2.2.3 薄膜电极的制备方法和条件
  • 2.2.4 薄膜电极的形貌和结构表征
  • 2.2.5 薄膜电极的电化学性能测试
  • 2薄膜电极的制备条件研究'>2.3 Ti/TiO2薄膜电极的制备条件研究
  • 2溶胶配比'>2.3.1 TiO2溶胶配比
  • 2.3.2 煅烧温度的选择
  • 2.3.3 煅烧时间的选择
  • 2.3.4 涂层层数的选择
  • 2电极制备工艺小结'>2.3.5 Ti/TiO2电极制备工艺小结
  • 2-SnO2掺杂薄膜电极的制备条件研究'>2.4 Ti/TiO2-SnO2掺杂薄膜电极的制备条件研究
  • 2薄膜电极的制备条件研究'>2.5 Ti/SnO2薄膜电极的制备条件研究
  • 2溶胶配置的选择'>2.5.1 SnO2溶胶配置的选择
  • 2.5.2 煅烧温度的选择
  • 2.5.3 煅烧时间的选择
  • 2.5.4 涂层层数的选择
  • 2电极制备工艺小结'>2.5.5 Ti/SnO2电极制备工艺小结
  • 2、Ti/SnO2以及掺杂电极电化学性能比较'>2.6 Ti/TiO2、Ti/SnO2以及掺杂电极电化学性能比较
  • 2、Ti/SnO2以及掺杂薄膜电极的表征及性能研究'>第3章 Ti/Ti2、Ti/SnO2以及掺杂薄膜电极的表征及性能研究
  • 3.1 薄膜电极的形貌结构表征
  • 3.1.1 扫描电镜形貌表征
  • 3.1.2 XRD结构表征
  • 3.2 薄膜电极的力学和耐蚀性能测试
  • 3.2.1 附着力测试
  • 3.2.2 耐蚀性测试
  • 3.3 薄膜电极的电化学性能测试
  • 2、SnO2以及掺杂薄膜电极的循环伏安行为'>3.3.1 Ti/TiO2、SnO2以及掺杂薄膜电极的循环伏安行为
  • 2、SnO2以及掺杂薄膜电极的界面阻抗容抗行为'>3.3.2 Ti/TiO2、SnO2以及掺杂薄膜电极的界面阻抗容抗行为
  • 3.4 薄膜电极的应用研究
  • 3.4.1 有机污染物含量的测定
  • 3.4.2 降解有机污染物历程机理推测
  • 第4章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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