Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Aghajani kopaee,Masoud Atapoor
عباس آقاجانی کوپائی (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Alibek
رضا علی بک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Metallic oxides coated titanium electrode, also called DSA (dimensionally stable anodes), has been developed as insoluble electrode material, which has found extensive applications in the electrochemical engineering, including electro chlorination, waste water treatment, electroplating, electrosynthesis, cathodic protection and so on. Ti based mixed metal oxides coated anodes were rapidly developed in the past decades for their high stability and extreme durability under aggressive operation conditions, especially, large current oxygen evolution conditions such as anodic oxidation, copper deposits of PCB, high speed electroplating, etc. The purpose of this research was the produce Ti/ 70% IrO 2 -30% ZrO 2 electrodes and then the effect of Rhodium oxide with different molar ratios will be discussed on the electrocatalytic activity, electrical conductivity and stability of these kinds. Traditionally, this kind of electrode material is obtained by thermal decomposition of the corresponding metal chloride salt. The substrates were sand-blasted and then degreased in acetone and etched in the boiling 10% (wt) oxalic acid for 2 h to produce gray surface with uniform roughness, finally, washed with distilled water. The Ti substrates were dipped into the solution with different molar ratios and then slowly withdrawn at a rate of 80 mm/min. The thin films were dried at 100?C for 15 min in the oven, and then sintered in the muffle furnace at 450?C for 15 min. This procedure was repeated 7 times with the steps. A final 2 h annealing at 550?C completed the procedure. With increasing Rhodium oxide, It can be seen that etch pits appearance and cracks distribute as network on the surface. Electrolysis test results showed that by increasing the molar percentage of Rhodium oxide, the chemical and electrochemical stability of titanium anode is increased. Electrochemical impedance spectroscopy measurement shows a slight increase in reaction resistance (R ct ) of oxide catalysts for oxygen evolution in the ‘de-active’ region, while a sharp rise in totally physical impedance of the whole anode. CV-profiles, recorded at different anodisation times, showing the voltammetric (i) decreases with increasing t, though the voltammetric profile does not change. EIS investigation has shown that charge transfer resistance at the outer surface area is increased with increasing [RhO x ]. A significant increase in the electrodes active area is observed for compositions corresponding to more than 15 mol% RhO x in admixture with IrO 2 -ZrO 2 . The voltammetric charge decreases with increasing potential scan rate ?.
الکترودهای تیتانیومی با پوشش مخلوط اکسیدهای فلزی، به طور گسترده در صنایع الکتروشیمیایی به ویژه استخراج الکتروشیمیایی فلزات با هدف تصاعد گاز اکسیژن، صنایع کلر-قلیا و همچنین سیستم حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از آندهای پایدار ابعادی به دلیل خواص عالی و کم نظیر آن‌ها مانند پایداری ابعادی بالا (سرعت تجزیه‌ی کم)، دانسیته جریان آندی بالا، بازده جریان بالا، ولتاژ سل پایین، وزن کم به ازای واحد سطح، مقاومت به خوردگی در محیط‌های حاوی درصدهای بالای کلر، تولید کلر بالا در واحد سطح آند و قابلیت کاربرد در دماهای بالای 95-60 درجه‌ی سانتی‌گراد می‌باشد. هدف از این پژوهش ساخت آند تیتانیومی با پوشش IrO 2 -30%ZrO 2 بوده و پس از آن به بررسی تاثیر اکسید رودیم با درصد‌های مولی مختلف بر میزان فعالیت الکتروکاتالیزوری، رسانایی الکتریکی و پایداری این نوع آند پرداخته خواهد شد. برای ساخت آند پایدار ابعادی از روش سنتی تجزیه‌ی حرارتی استفاده شد. بدین منظور ابتدا زیر لایه‌ی تیتانیومی را ماسه‌پاشی نموده و پس از آن سطح بستر تیتانیومی سند بلاست شده در اسید اگزالیک 10 درصد وزنی جوشان اسیدشویی گردید. سپس زیر لایه‌ها را در مخلوط پیش‌ماده‌های فلزی با نسبت‌های مولی متفاوت غوطه‌ور نموده و پس از خارج کردن از محلول با نرخ ثابت و مشخصی، در آون خشک شدند. پس از آن در کوره و در دمای ?C450 به مدت 15 دقیقه عملیات سینترینگ انجام شد. به منظور دستیابی به ضخامت مناسب این مراحل 7 مرتبه تکرار گردید. در نهایت عملیات آنیل نهایی در دمای ?C550 به مدت 2 ساعت جهت دستیابی به لایه‌ی اکسیدی با ترکیب مشخص، انجام پذیرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش درصد مولی رودیم بالک لایه‌ی اکسیدی متخلخل‌تر شده و در مورفولوژی پوشش ترک‌های شبکه‌ای با عرض زیاد پدید می‌آید. نتایج آزمون الکترولیز نشان داد که با افزایش درصد مولی رودیم پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی آند تیتانیومی افزایش می‌یابد. با گذشت زمان الکترولیز مقاومت انتقال بار هم در سطح فعال داخلی و هم در سطح فعال بیرونی نسبت به قبل از آندایزینگ افزایش شدیدی یافت. هم‌چنین میزان بار ولتامتری کمتر گردید. مطالعات الکتروشیمیایی حاکی از آن است که با افزایش درصد مولی رودیم مقاومت انتقال بار در سطح فعال بیرونی افزایش یافته است ولی در پتانسیل‌های اضافی پایین پوشش‌های سه جزیی نسبت به پوشش با ترکیب 70%IrO 2 -30%ZrO 2 فعال‌تر بوده چون مقادیر ظرفیت خازنی لایه‌ی دو گانه در فصل مشترک سطح بیرونی با الکترولیت زیاد شده است. نتایج آزمون ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که با افزایش درصد مولی رودیم میزان بار ولتامتری الکترودها بیشتر شده است. همچنین این آزمون مشخص کرد که با افزایش نرخ روبش پتانسیل، مقدار بار ولتامتری آندی کاهش می‌یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی