پديد آورنده :
علي بك، رضا
عنوان :
ساخت و مشخصه‌يابي الكتروشيميايي و متالورژيكي آندهاي تيتانيومي پوشش داده شده با اكسيدهاي فلزي مخلوط حاوي نانو ذرات فعال كننده
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
خوردگي و حفاظت از مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
پانزده، 114ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، عباس آقاجاني كوپائي
توصيفگر ها :
آندهاي پايدار ابعادي , صنايع كلر- قليا , حفاظت كاتدي , فعاليت الكتروكاتاليزوري , تجزيهي حرارتي , الكتروليز
استاد داور :
محمود منير واقفي، علي اشرفي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/06/12
چكيده فارسي :
چكيده الكترودهاي تيتانيومي پوشش داده شده با مخلوط اكسيدهاي فلزي به عنوان الكترودهاي پايدار ابعادي به طور گسترده در صنايع الكتروشيميايي به ويژه استخراج الكتروشيميايي فلزات با هدف تصاعد گاز اكسيژن صنايع كلر قليا و همچنين سيستم حفاظت كاتدي به روش اعمال جريان مورد استفاده قرار ميگيرند استفاده از آندهاي پايدار ابعادي به دليل خواص عالي و كم نظير آنها مانند پايداري ابعادي باال سرعت تجزيهي كم چگالي جريان آندي باال بازده جريان باال ولتاژ سل پايين وزن كم به ازاي واحد سطح مقاومت به خوردگي در محيط هاي حاوي درصدهاي باالي كلر توليد كلر باال در واحد سطح آند و قابليت كاربرد در دماهاي باالي 53 21 درجهي سانتيگراد ميباشد هدف از اين پژوهش ساخت آند MMO با پوشش 2 70 IrO2 30 ZrO بوده و پس از آن به بررسي تاثير اكسيد روديم با درصدهاي مولي مختلف بر ميزان فعاليت الكتروكاتاليزوري رسانايي الكتريكي و پايداري اين نوع آندها پرداخته خواهد شد براي ساخت آند پايدار ابعادي از روش سنتي تجزيهي حرارتي استفاده شد بدين منظور ابتدا زير اليهي تيتانيومي را ماسه پاشي نموده و پس از آن سطح بستر تيتانيومي ماسه پاشي شده در اسيد اگزاليك 26 درصد وزني جوشان اسيدشويي گرديد سپس زير اليهها را در مخلوط پيشمادههاي فلزي با نسبتهاي مولي متفاوت غوطهور نموده و پس از خارج كردن از محلول در آون خشك شدند پس از آن در كوره و در دماي 452 C به مدت 56 دقيقه عمليات سينترينگ انجام شد به منظور دستيابي به ضخامت مناسب اين مراحل 7 مرتبه تكرار گرديد در نهايت عمليات آنيل نهايي در دماي 552 C به مدت 0 ساعت جهت دستيابي به اليهي اكسيدي با تركيب مشخص انجام پذيرفت تاثير تركيب شيميايي روي ساختار مورفولوژي سطحي پايداري شيميايي و الكتروشيميايي رسانايي الكتريكي ظرفيت خازني پوششها نواحي سطحي فعال الكتروشيميايي و مقاومت به خوردگي نمونهها از طريق آزمونهاي پراش پرتو ايكس طيف پراش انرژي پرتو ايكس زبري سنجي ميكروسكوپي الكتروني روبشي آزمون كرونوپتانسيومتري پتانسيل برحسب زمان تحت شرايط چگالي جريان ثابت طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي ولتامتري چرخهاي و پالريزاسيون پتانسيوديناميك مورد بررسي قرار گرفت تصاوير SEM نشان داد كه با افزايش درصد مولي روديم بالك اليهي اكسيدي متخلخلتر شده و در مورفولوژي پوشش تركهاي شبكهاي با عرض زياد پديد ميآيد علت پايين بودن بر هم كنش ميان ساختارهاي كريستالوگرافي روتيلي 2 IrO2 TiO و 2 RhO با ساختار كريستالوگرافي رومبوهدرال 3 Rh2O ميباشد نتايج آزمون الكتروليز نشان داد كه با افزايش درصد مولي روديم پايداري شيميايي و الكتروشيميايي آندهاي پايدار ابعادي افزايش مييابد با گذشت زمان الكتروليز مقاومت انتقال بار هم در سطح فعال داخلي و هم در سطح فعال بيروني نسبت به قبل از آندايزينگ افزايش شديدي يافت همچنين ميزان بار ولتامتري كمتر گرديد مطالعات الكتروشيميايي حاكي از آن است كه با افزايش درصد مولي روديم مقاومت انتقال بار در سطح فعال بيروني افزايش يافته است ولي در پتانسيلهاي اضافي پايين پوششهاي سه جزيي نسبت به پوشش با تركيب 2 70 IrO2 30 ZrO فعالتر بوده چون مقدار ظرفيت خازني اليهي دو گانه در فصل مشترك سطح بيروني با الكتروليت بيشتر است نتايج آزمون ولتامتري چرخهاي نشان داد كه با افزايش درصد مولي روديم ميزان بار ولتامتري الكترودها بيشتر شده است همچنين اين آزمون مشخص كرد كه با افزايش نرخ روبش پتانسيل مقدار بار ولتامتري آندي كاهش مييابد كلمات كليدي آندهاي پايدار ابعادي صنايع كلر قليا حفاظت كاتدي فعاليت الكتروكاتاليزوري تجزيهي حرارتي الكتروليز
چكيده انگليسي :
667Electrochemical and metallurgical characterization of titaniumanodes coated with mixed metal oxides containing nanoparticles activator Reza Alibek Email address rezaalibek@gmail com Date of Submission June 10 2017 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M S Language Farsi Supervisor Masoud Atapoor Assistant professor Email atapoor58@gmail comAbstractMixed metallic oxides coated titanium electrode also called DSA dimensionally stableanodes has been developed as insoluble electrode material which has found extensiveapplications in the electrochemical engineering including chlorine generation in thechloral alkali industry waste water treatment electroplating electro synthesis cathodicprotection and so on The use of dimensionally stable anodes due to their properties such ashigh dimensional stability low decomposition rate high current density high currentefficiency low cell voltage corrosion resistance in environments containing percentageshigh chlorine and high chlorine production per anode surface unit In the present paper byusing thermochemical decomposition method prepared nanoscale Ti 70 IrO2 30 ZrO2electrodes as a model system and after that the effect of rhodium oxide with differentmolar percentages will be investigated on the electro catalytic activity electricalconductivity and stability of these type of anodes Industrially pure titanium grade TA2 was utilized as substrate of the anodes After sand blasted and cut as square of 1 5 1 5 cm the titanium substrates were etched with 10 oxalic acid at 90 C for 2 h and then rinsedwith deionized water before the dipping procedure The IrO2 RhOX ZrO2 coatings wereprepared by conventional thermal decomposition The precursors were prepared by mixingIrCl3 XH2O dissolved in absolute ethanol ZrOCl2 8H2O dissolved in deionized water andRhCl3 3H2O dissolved in deionized water with different mole ratios Drying of the dip coated salts was conducted at 100 C for 15 min in oven and sintered at 450 C for 15 min inmuffle furnace The above steps were repeated for seven times A final 2h post baking at550 C completed the coatings preparational procedure The effects of partial substitution ofIrO2 by RhOX on the structure surface morphology surface composition stability andcapacitive performance of the coatings were investigated using X ray diffraction analysis XRD scanning electron microscopy cyclic voltammetry chronopotentiometric andelectrochemical impedance spectroscopy EIS SEM images showed that with increasingmolar percentage of rhodium the oxide layer bulk is porous and Cracks distribute asnetwork on the surface This behavior denounces substitution of Ir by Rh changes thedegree of protection of the Ti substrate owing to the low interaction between the rutile RhO2 IrO2 and rhombohedral Rh2O3 crystallographic structures Thechronopotentiometric study revealed substitution of IrO2 by RhOX increases the degree ofprotection of the Ti support furnished by the oxide layer During anodisation chargetransfer resistances at the inner and outer active surfaces are increased The voltammetriccharge q is found to increase significantly when the RhOX content increases Theincrease of q can be explained by themore porous surface physical structure and finercrystallite particles of active IrO2 rutiles as characterized by scanning electron microscopy SEM and X ray diffraction XRD q decreases with increasing due to the difficultiesfor proton exchange along pores cracks and grain boundaries Keywords dimensionally stable anodes chloral alkali industry cathodic protection electro catalytic activity thermochemical decomposition anodisation
استاد راهنما :
مسعود عطاپور، عباس آقاجاني كوپائي
استاد داور :
محمود منير واقفي، علي اشرفي
