RuOa 电极的析氧活性研究 - 上海有机化学研究所.PDF

4忆学学报 A.CT.A. ORIMIC.A. SINIC.A. 1990， 甜~ 436一链。 RuOa 电极的析氧活性研究 崔成强铮 姚士冰 用绍民 〈厦门大学化学系、物理化学研究所，厦门〉 本文用 XPS， UPS 和电化学方法研究了 RuOa 电极的活性中心组成及其在电解过程中的变化. 结果表明， RuOa 电极的活性中心为氧结构空位.在电解过程中，表层的氧结构空位不断减少，由于 丑uOa 电极析氧反应区域不断扩展和深入，又暴露出新的氧结构空位，但电极外表面的氧结构空位 对电极析氧活性影响较大，外表面氧结构空位为 RU02 电极有效的活性中心.此外，电极的腐蚀和 剥蔼也是导致活性降低的原因之一. RnO.2电极除应用于氯碱工业外，还广泛应用于电解水等，是目前较重要的一类导电氧化 物电极.已知 RnO.2电极的析氧活性较高，但寿命较短.为此，许多研究者着重于研究其活性 中心的组成与结构，以便为改进RnO.2电极的催化性能或研制新型的导电氧化物电极提供理 论根据.但迄今有关电极佳化活性中心组成的看法仍不一致. Kim 等[1J 通过XPS 研究认为电极的活性中心是 Rn02 涂层龟裂处存在的 RuOs. Kobz [2J 对 Ru 和 RnO.2电极进行 XPS 研究后认为，析氧过程包括RuOs 氧化为 RU04 和 Rn04 分解 C3J 析氧等过程，因而 Rn04 形成的难易程度将决定着电极的催化活性和寿命. Trasa抽i 则持相 反的观点，认为电极的催化活性中心是涂层的缺陷结构，缺陷结构越多，电极析氧活性越高.由 此可见，弄清电极的催化活性中心组成仍具有重要意义. 实验 RU02 电极按文献[4] 方法制备，以 99.9% Ti 片为基体，用分析纯 RuOl xHllO-IE丁酵 s 0 榕液多次涂刷并于 450 0 烧结而成.涂层 Ru 含量约为0 .4皿.g.cm-.2 电解池采用三电极体系，辅助电极为大面积如网p 参比电极为饱和甘苯电极，电解液为 3 0.5皿oI.am- H~S04，在 1A.cm-.2电流密度下室温进行不同时间电解.电极试样经水洗、踪 干后，供电化学测试和能谱分析用. 循环伏安测定在配有XD17 宽频带函数发生器的日本北斗公司 HR-101B!双恒电位仪上 边行. XPS 和 UPS 分析采用 VG Escalab MKII 能谱仪，XPS 用 MgKα 为激发源，结合能以 Ag3d的峰(结合能为 368. 15eV)定标;UPS 用 He I(21.21eV) 为激发源.能谱仪分析室压力 约 2 X 10-10 mbar. 结果 经不同时间电解后的 RnOll 电极的 XPS 谱见图 1. 可以看出，Ru3也/2 峰并未友生位移s lQSS 年 7 月 27 日收到.福建省自然科学基金资助的课题. 化擎擎报 ACTA CHIMICA SINICA 1990 .437. 表明 Ru 的价态变化产生的化学位移太小，以致不能检测出C5). Ru 3 d / 3d:;/. 峰强度反而比