Dargludedd Anod Titaniwm A Mecanwaith Catalytig Cyflwyniad

1. mecanwaith dargludol electrod metel ocsid

Dargludedd trydanol yw'r perfformiad mwyaf sylfaenol y dylai electrod ei gael. Yn ôl y strwythur atomig a ddisgrifiwyd gan Goodenough, mae'r Ti⁴⁺ac O^2-Mae orbitalau electron haen yn cael eu hybridized i ffurfio bondiau δ a bondiau π. Mae'r electronau falens yn ddigon i lenwi'r bandiau egni isel o δ a π, tra bod y band egni uchel yn aros yn wag. Yn ôl y ddamcaniaeth strwythur materol, nid yw strwythur moleciwlaidd o'r fath yn hawdd i ddargludo trydan. I wneud Ti02 dargludol. Mae angen ymgorffori elfennau ag un neu fwy o electronau falens yn Ti02, gall yr electronau hyn feddiannu'r band dargludiad neu ddod yn gludwr y lotws.

Ru{0}}₂yn ocsid metel trosiannol gyda strwythur rutile. Cyfluniad electron allanol Ru yw 4d⁷5s¹. Ar ôl i bedwar electron gael eu rhoi i ddau atom ocsigen, mae'r atomau ocsigen yn cwblhau'r haen electron 8-, ac mae 4 electron Rhydd yn weddill yn cymryd rhan mewn cymuniad. Doping Ru yn TiO₂, gellir mynegi datrysiad solet y cotio fel: Ru_δTi_(n-δ)O_2ne_4δ (1.13)

Yn y fformiwla, mae δ yn cynrychioli nifer yr atomau Ti a amnewidiwyd gan Ru, ac n yw nifer yr atomau Ti yn Ti0₂. Yn ogystal â'r band llawn yn y Ru0₂-Ti0₂hydoddiant solet, mae band egni sy'n cynnwys electronau (e_4δ). O'u cymharu â'r electronau yn y band llawn, mae'r electronau yn y band egni hwn yn llai rhwymedig a gallant gael eu cyffroi i'r band dargludiad gyda dim ond {{0}}.2ev egni, fel bod lled band gwaharddedig Ti0₂yn cyfateb i un yr ynysydd. 3.05ev wedi culhau i 0.2ev, gan gyrraedd adeiledd band egni lled-ddargludydd. Yn ogystal, mae Ru0₂yn ocsid metel diffyg ocsigen, sy'n cynyddu nifer yr electronau rhydd. Yn ogystal, ym mhrosesau amrywiol y system cotio ocsid, mae atomau clorin yn disodli rhan o'r atomau ocsigen, sy'n cynyddu nifer yr electronau heb eu rhannu. Felly, TiO₂wedi'i fewnosod gyda Ru0₂neu Ru0₂wedi'i ymgorffori â TiO₂, ac mae'r cymysgedd hwn yn gwneud yr electrod yn ddargludol.

Dopio 1% mol o Ta a Nb mewn TiO₂(Dim ond un electron yw'r ddau yn fwy na Ti), y mae eu dargludedd yn cynyddu 4160 gwaith a 5500 gwaith, yn y drefn honno. Yn y Ru0₂-Ti0₂lled-ddargludydd n-math, mae gan y ruthenium rhoddwr 4 electron rhydd, sy'n fwy na nifer yr electronau rhydd y gall Ta a Nb eu darparu, felly mae dargludedd yr hydoddiant solet hwn yn dda iawn.

2. Mecanwaith catalytig electrod metel ocsid

Ru{0}}₂, Ir{0}}₂, PbO, ac ati a baratowyd gan ddadelfennu thermol yn gyfansoddion strwythur diffyg nad ydynt yn stoichiometrig. Cymryd y dadelfeniad thermol o RuCl₃ar 300 gradd -500 gradd fel enghraifft, RuO_xCl_yH_zyn cael ei sicrhau. Gan fod diffygion ocsigen yn cael eu cynhyrchu yn y dellt grisial, mae Ru³⁺dylai fod yn bresennol. Pan fydd foltedd positif yn cael ei gymhwyso i'r electrod, yn gyntaf Ru³⁺yn gyffrous i drosglwyddo electronau i'r matrics titaniwm, gan gynhyrchu Ru⁴⁺gyda chanolfan gwefr bositif gryfach. Gellir ysgrifennu'r mynegiant fel:

Ru³⁺→ Ru⁴⁺ + e^- (1.14)

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

Ar hyn o bryd, Ru⁴⁺yw'r ganolfan weithredol ar wyneb y catalydd lled-ddargludyddion ac mae'n dwll â gwefr bositif sy'n gallu derbyn electronau. O dan gweithredu electrostatig, Ru⁴⁺bydd yn denu Cl^-ar y rhyngwyneb ocsid / toddiant, gan achosi Cl^-i ollwng arno, a Mae'r electronau yn cael eu cludo i'r matrics titaniwm trwy Ru⁴⁺, y fformiwla adwaith yw:

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

Ar hyn o bryd, Ru⁴⁺Cl_hysbysebionyn cyfuno â Cl^-ar y rhyngwyneb i gynhyrchu Cl₂, a Ru⁴⁺yn cael electronau ac yn trosi i Ru³⁺. Y fformiwla adwaith yw:

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

Oherwydd Ru⁴⁺, Ru³⁺yn cael eu trosi o 4d⁴i 4d⁵, a ffurfio C1₂hefyd yn lleihau egni'r system, mae'r adwaith yn hawdd i'w symud ymlaen, felly fformiwla (1.14) yw'r cam rheoli cyfradd.

Yn ôl mecanwaith catalytig Ru02, mae'r ymchwilwyr yn credu bod y PdO a gynhyrchir gan ddadelfennu thermol PdCl₂yn gyfansoddyn di-stoichiometrig diffyg ocsigen, ac mae Pd⁺yn y dellt grisial, ac mae'r mecanwaith esblygiad clorin arno yn debyg i un Ru³⁺, gan grynhoi'r ocsid metel nobl sy'n seiliedig ar ditaniwm Mecanwaith catalytig yr electrod yw:

Mn⁺ → M⁽ⁿ⁺¹⁾⁺ + e^- (1.18)

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

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

Tagiau poblogaidd: dargludedd anod titaniwm a chyflwyniad mecanwaith catalytig, Tsieina, gweithgynhyrchwyr, cyflenwyr, ffatri, addasu, cyfanwerthu, pris isel, mewn stoc