退火处理是电极制备中结构转变的基本催化剂。它利用高温马弗炉维持精确稳定的 500°C 环境。这种热能驱动了盐前驱体必要的分解和氧化，将其转化为高性能电极所需的坚固的 Sb-SnO2 氧化层。
退火工艺创建了一个致密的物理屏障，可防止基材钝化并减轻热应力，是延长 Ti/PbO2-Nd 电极使用寿命的主要因素。
创建反应环境
恒温的重要性
马弗炉至关重要，因为它提供了稳定的 500°C 恒温。这种特定的热环境是化学反应的驱动力。没有这种持续的热量，前驱体就无法转变为其功能状态。
热分解和氧化
在炉内，施加到钛基材上的盐前驱体发生热分解。同时发生氧化，化学改变前驱体。这会将原料化学盐转化为粘结的 Sb-SnO2 结构。
构建结构完整性
形成致密层
高温处理确保所得的氧化层致密且致密。多孔或松散堆积的层将无法提供必要的保护。在 500°C 下实现的致密化对于层的屏障性能至关重要。
防止基材钝化
这种致密的 Sb-SnO2 层的首要功能是保护下层材料。它能有效防止钛基材钝化。通过阻止钛变得非导电，电极保持其电效率。
减轻机械故障
解决热膨胀问题
电极最常见的故障点之一是热膨胀系数的差异。基材和活性层以不同的速率膨胀和收缩，导致分离。
防止活性层脱落
退火的 Sb-SnO2 互层充当缓冲器。通过调节由热膨胀差异引起应力，它减轻了活性层脱落。这种附着力是防止涂层在运行过程中剥落的关键。
不当处理的风险
热不稳定的后果
如果马弗炉未能维持 500°C，氧化层将无法正确形成。不完全氧化会导致结构薄弱、易渗透。
对使用寿命的影响
没有通过适当退火形成的致密屏障，Ti/PbO2-Nd 电极就容易快速降解。未能防止钝化或脱落会大大缩短组件的运行寿命。
优化电极制备
为确保 Ti/PbO2-Nd 电极的可靠性，必须优先考虑退火阶段。
- 如果您的主要重点是耐用性：确保炉子维持严格的 500°C，以保证形成致密、耐钝化的层。
- 如果您的主要重点是结构粘附性：利用退火工艺完全氧化前驱体，防止由热膨胀失配引起的层脱落。
最终，高温马弗炉处理是使原料前驱体转变为耐用、工业级界面的决定性步骤。
摘要表：
| 工艺特点 | 功能影响 | 对电极的好处 |
|---|---|---|
| 500°C 恒温 | 驱动热分解和氧化 | 将盐转化为功能性 Sb-SnO2 氧化物 |
| 致密化 | 创建致密的物理屏障 | 防止钛基材钝化 |
| 应力调节 | 平衡热膨胀系数 | 减轻活性层脱落和剥落 |
| 结构完整性 | 形成坚固、粘结的互层 | 显著延长总运行使用寿命 |
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参考文献
- Yan Zhang, Jie Yao. Enhancement of the Activity of Electrochemical Oxidation of BPS by Nd-Doped PbO2 Electrodes: Performance and Mechanism. DOI: 10.3390/w12051317
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
