不同浓度盐酸刻蚀对钛基锡锑钌氧化物涂层电极活性和寿命的影响

汪世川¹，王腾¹，闫文凯¹，陈步明^1,2，黄惠^1,2，何亚鹏^1,2，郭忠诚^1,2，徐瑞东¹

1. 昆明理工大学冶金与能源工程学院2. 昆明理工恒达科技股份有限公司

摘 要：钛基体的酸刻蚀是钛基氧化物涂层电极能否在湿法冶金中应用的关键前处理步骤。采用不同质量分数(5%,10%,15%,20%,25%)的盐酸溶液刻蚀钛基体并制备钛基锡锑钌氧化物涂层电极。通过扫描电镜、电化学工作站及加速腐蚀测试对电极的表面形貌、电催化活性及强化寿命进行了表征,以获得钛基体刻蚀的最佳盐酸浓度。结果表明:随着盐酸浓度升高,钛基体表面腐蚀的程度加深,孔径变大,从纳米级至数微米,扩孔腐蚀起主导作用;随着盐酸浓度的升高,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位和电荷传递电阻先减小后增大,伏安电量先增大后降低;当盐酸浓度为20%时,刻蚀后制备的涂层电极的析氧过电位最低,其值为274.6 m V(500 A/m~2),电荷传递电阻最低,为0.216 5Ω·cm~2,伏安电量最高,达0.029 9 C/cm~2;在150 g/L H2SO4溶液中以1 A/cm~2的电流密度条件进行加速寿命试验结果显示,浓度为20%的盐酸刻蚀后制备的电极具有最长的使用寿命,其电极寿命为80 h,是浓度为5%的盐酸刻蚀后制备的电极寿命的2.85倍。

关键词：钛基电极;盐酸刻蚀;锡锑钌氧化物涂层;寿命;电催化活性;