Úvod do titánovej anódy a katalytického mechanizmu

1. Vodivý mechanizmus elektródy oxidu kovu

Elektrická vodivosť je najzákladnejší výkon, ktorý by elektróda mala mať. Podľa atómovej štruktúry opísanej Goodenoughom je Ti⁴⁺a O^2-elektrónové orbitály vrstvy sú hybridizované za vzniku δ väzieb a π väzieb. Valenčné elektróny sú dostatočné na vyplnenie nízkoenergetických pásiem δ a π, zatiaľ čo vysokoenergetické pásmo zostáva prázdne. Podľa teórie materiálovej štruktúry nie je taká molekulárna štruktúra ľahké viesť elektrinu. Aby bol Ti02 vodivý. Do Ti02 je potrebné vložiť prvky s jedným alebo viacerými valenčnými elektrónmi, tieto elektróny môžu obsadiť vodivosť alebo sa stať nosičom lotosu.

Ru0₂je oxid prechodného kovu s rutilovou štruktúrou. Vonkajšia elektrónová konfigurácia Ru je 4d⁷5s¹. Po pridelení štyroch elektrónov dvom atómom kyslíka atómy kyslíka dokončia 8-elektrónovú vrstvu a zostávajú 4 voľné elektróny, ktoré sa zúčastňujú na komunizácii. Doping Ru v TiO₂tuhý roztok povlaku možno vyjadriť ako: Ru_δTi_(n-δ)O_2ne_4δ (1.13)

Vo vzorci δ predstavuje počet atómov Ti nahradených Ru a n je počet atómov Ti v Ti0₂. Okrem celej kapely v Ru0₂-Ti0₂tuhý roztok, existuje energetický pás obsahujúci elektróny (napr_4δ). V porovnaní s elektrónmi v celom pásme sú elektróny v tomto energetickom pásme menej viazané a môžu byť excitované do vodivého pásma iba s energiou {{0}}.2ev, takže zakázaná šírka pásma Ti0₂je ekvivalentný izolátoru. 3.05ev sa zúžil na 0.2ev, čím dosiahol štruktúru energetického pásma polovodiča. Okrem toho, Ru0₂je oxid kovu s nedostatkom kyslíka, ktorý zvyšuje počet voľných elektrónov. Okrem toho v rôznych procesoch systému oxidového povlaku je časť atómov kyslíka nahradená atómami chlóru, čo zvyšuje počet nezdieľaných elektrónov. Preto TiO₂je vložený s Ru0₂alebo Ru0₂je vložený do TiO₂a táto zmes robí elektródu vodivou.

Dopovanie 1 % mol Ta a Nb v TiO₂(oba sú len o jeden elektrón viac ako Ti), ktorých vodivosť je zvýšená 4160-krát a 5500-krát. V Ru0₂-Ti0₂polovodič typu n, donor ruténia má 4 voľné elektróny, čo je viac ako počet voľných elektrónov, ktoré môžu poskytnúť Ta a Nb, takže vodivosť tohto tuhého roztoku je veľmi dobrá.

2. Katalytický mechanizmus elektródy oxidu kovu

Ru0₂, Ir0₂, PbO a pod., pripravené tepelným rozkladom, sú nestechiometrické zlúčeniny so štruktúrou defektov. Pri tepelnom rozklade RuCl₃pri 300 stupňoch -500 stupňa ako príklad, RuO_xCl_yH_zje získané. Pretože v kryštálovej mriežke vznikajú defekty kyslíka, Ru³⁺by mal byť prítomný. Keď sa na elektródu privedie kladné napätie, najskôr Ru³⁺je excitovaný, aby preniesol elektróny do titánovej matrice, čím sa generuje Ru⁴⁺so silnejším centrom kladného náboja. Výraz možno zapísať ako:

Ru³⁺→ Ru⁴⁺ + e^- (1.14)

Ru⁴⁺+ Cl^- → Ru₄+Cl_reklamy+ e^- (1.15)

V tomto čase Ru⁴⁺je aktívne centrum na povrchu polovodičového katalyzátora a je to kladne nabitá diera, ktorá môže prijímať elektróny. Pri elektrostatickom pôsobení Ru⁴⁺bude priťahovať Cl^-na rozhraní oxid/roztok, čo spôsobuje Cl^-aby sa na ňom vybili a Elektróny sú transportované do titánovej matrice cez Ru⁴⁺, vzorec reakcie je:

Ru⁴⁺+ Cl^-→ Ru⁴⁺Cl_reklamy+ e^- (1.16)

V tomto čase Ru⁴⁺Cl_reklamykombinuje s Cl^-na rozhraní na produkciu Cl₂a Ru⁴⁺získava elektróny a konvertuje na Ru³⁺. Vzorec reakcie je:

Ru⁴⁺Cl_reklamy+ Cl^- → Ru³⁺+C1₂ (1.17)

Kvôli Ru⁴⁺, Ru³⁺sú prevedené zo 4d⁴do 4d⁵a tvorba C1₂tiež znižuje energiu systému, reakcia sa ľahko uskutočňuje, takže vzorec (1.14) je krokom riadenia rýchlosti.

Podľa katalytického mechanizmu Ru02 sa vedci domnievajú, že PdO produkovaný tepelným rozkladom PdCl₂je nestechiometrická zlúčenina s nedostatkom kyslíka a je tu Pd⁺v kryštálovej mriežke a mechanizmus vývoja chlóru na nej je podobný ako u Ru³⁺, teda zhrnutie oxidu ušľachtilého kovu na báze titánu Katalytický mechanizmus elektródy je:

Mn⁺ → M⁽ⁿ⁺¹⁾⁺ + e^- (1.18)

M⁽ⁿ⁺¹⁾⁺+ Cl^- → M(n+1)+Clads + e^- (1.19)

M⁽ⁿ⁺¹⁾⁺Cl_reklamy+ Cl^- → Mn⁺+ Cl₂ (1.20)

Populárne Tagy: vodivosť titánovej anódy a zavedenie katalytického mechanizmu, Čína, výrobcovia, dodávatelia, továreň, prispôsobené, veľkoobchod, nízka cena, na sklade