عنوان

مطالعه مکانیسم تخریب و تعیین طول عمر الکترودهای اصلاح شده با مخلوط نانو اکسیدهای فلزی در محیط خورنده

‭۱۵۸۷۸پ‬

per

مطالعه مکانیسم تخریب و تعیین طول عمر الکترودهای اصلاح شده با مخلوط نانو اکسیدهای فلزی در محیط خورنده

/میرمجید حسینی

: شیمی

، ‮‭۱۳۹۴‬

، راشدی

چاپی

کارشناسی ارشد

نانوشیمی

‮‭۱۳۹۴/۰۹/۳۰‬

تبریز

آندهای ‮‭DSA‬ در صنایع گسترده از جمله کلروقلیا، استخراج، حفاظت کاتدی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند .در کار پژوهشی حاضر با استفاده از روش سل-ژل، پوشش های مختلفی از اکسیدهای ایریدیوم، روتنیوم، تانتالیوم، قلع وتیتانیوم با درصدهای مولی مختلف بر روی بستر تیتانیومی نشانده شد .ساختار پوشش‌های حاصل توسط تکنیک‌های مرسوم ‮‭SEM‬ و ‮‭EDAX‬ مورد شناسایی و تایید قرار گرفت .سطح فعال پوشش‌های حاصل توسط تکنیک ولتامتری چرخه‌ای در محلول فروسیانید/فری‌سیانید تعیین شد .نتایج نشان داد که در بین پوشش مورد مطالعه، پوشش‮‭TiO۲ ( cm۲۹۶/۱) -RuO۲- Ti/IrO۲‬و‮‭۷۵/۳) -Ta۲O۵( cm۲- Ti/IrO۲‬ دارای بیشترین سطح فعال الکتروشیمیایی می‌باشد .پس از تهیه پوشش ها خواص الکتروشیمیایی و الکتروکاتالیستی آنها در محیطهای سدیم سولفات و اسید سولفوریک با استفاده از روش‌های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، ولتامتری چرخه‌ای، کرنوآمپرومتری و تافل مورد مطالعه قرار گرفت .مطالعات انجام گرفته بر روی پوشش‌ها را می‌توان به دو فاز حفاظت کاتدی و الکترووینینگ تقسیم کرد .با افزایش درصد‮‭IrO۲‬ ، امکان ترسیب ‮‭IrO۲‬ در شکاف ها و شیارهای پوشش افزایش یافته که با افزایش سایتهای فعال منجر به افزایش فعالیت پوشش مربوطه نسبت به آزاد سازی گاز اکسیژن می شود .همچنین افزایش درصد ‮‭IrO۲‬ ، منجر به افزایش یکنواختی پوشش‌های حاصل و افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود .نتایج حاصل از مطالعات حفاظت کاتدی و الکترووینینگ موید این مطلب می‌باشد .نتایج حفاظت کاتدی نشان داد که در بین پوشش‌های سنتز شده، پوشش‮‭TiO۲ -RuO۲- Ti/IrO۲‬تحت استاندارد ‮‭NACE۰۱۰۸ ۲۰۰۸‬ بیشترین طول عمر ‮‭( ۱۷‬ ساعته (دارد .نتایج الکترووینینگ نیز نشان داد که پوشش‮‭Ta۲O۵ - Ti/IrO۲‬تحت دانسیته جریان‮‭۶۰۰ - mA.cm۲‬ ، در محیط ‮‭H۲SO۴‬ طول عمر ‮‭۱۰۵۰‬ ساعته از خود نشان داد .همچنین مطالعات بیشتر توسط تکنیک‌های طیف سنجی امپدانس، ولتامتری چرخه ای، کرنوآمپرومتری و تافل نشان داد که پوشش‌های مذکور علاوه بر پایداری و سطح فعال بالا دارای بالاترین مقاومت به خوردگی، بالاترین فعالیت کاتالیستی نسبت به واکنش اکسیداسیون آب می‌باشد

DSA anodes are used in many industries including chloro alkali, extraction, cathodic pprotection, and so on. In this rerearch, Ir, Ru, Ta, Sn and Ti oxides with different molar percentages were coated on Ti substrate via sol-gel method. The structure of coating was charactrerized with scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDAX). The active surface area of obtained coatings was determined by cyclic voltammetry (cv) in ferrocyanide/ferricyanide solution. Result showed that Ti/IrO2-RuO2-TiO2 (1.96cm2) and Ti/IrO2-Ta2O5 (3.75cm2) have the most electrochemical active surface area among coatings.The electrochemical and electrocatalytic properties of coating were studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS),cv, chronoamperometry (CA) and tafel polarization techniques in sodium sulphate and sulfuric acid media. The investigation on coatings have been divieded into cathodic protection and electrowinning. The electrocatalytic behavior of coating respect to oxygen evolution reaction was increased with increasing IrO2 content which resulted in deposition of IrO2 on cracks of coating and increasing active sites. Also, the homogeneity and life time of coatings were improved with increasing IrO2. The obtained results from cathodic protection and electrowinning were confirmed this matter. The obtained results from cathodic protection illustrated that Ti/IrO2-RuO2-TiO2 coating has the most life time (17 hours) among synthesized coatings according to NACE0108 2008 standard. The obtained results from electrowinning showed that the life time of Ti/IrO2-Ta2O5 coating at 600mA /cm2 in H2SO4 medium is 1050 hours. Further more studies by EIS, CV, CA and Tafel showed that prepared coatings have high corrosion resistance and electrocatalytic behaviour respect to water oxidation.

حسینی، میرمجید

حسینی، میرقاسم، استاد راهنما

احدزاده، ایرج، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی