تاثیر پایدارکننده مس بر روی خواص الکتروکاتالیتیکی پوشش های نانوساختار مخلوط اکسیدی دوتایی Tio2/Ruo2 بر روی تیتانیوم

الکترودهای فعال شده با مخلوط اکسیدهای فلزی، دارای کاربردهای فراوانی در واحدهای تولید کلر، اکسیژن و همچنین حفاظت کاتدی هستند. پایداری ابعادی، وزن کم به ازای واحد سطح و چگالی جریان آندی بالا از جمله مزایای این الکترودها است. در این الکترودها، تیتانیم به علت قیمت مناسب، پایداری مکانیکی و شیمیایی و همچنین فعالیت الکتروکاتالیست خوب به عنوان زیرلایه استفاده می شود. زیرلایه بدون پوشش به سرعت اکسید شده و نمی تواند نقش خود را ایفا کند. لذا استفاده از پوشش الکتروکاتالیست مخلوطی از اکسیدهای فلزی نجیب از جمله RuO2 و IrO2 بر روی این الکترودها ضروری است.
در این تحقیق هدف بررسی اثر پایدارکننده SnO2 بر روی خواص الکتروکاتالیستی پوشش اکسیدی نانوساختار TiO2-RuO2  است. به این منظور ابتدا جهت تعیین نسبت اختلاط مناسب پوشش ها، توسط روش سل- ژل پوشش های TiO2-RuO2 با نسبت های مولی مختلف بر روی زیرلایه تیتانیم ایجاد و مورد بررسی قرار گرفتند. پس از دستیابی به نسبت اختلاط بهینه در پوشش های فوق، اثر پایدارکننده های SnO2 بر روی خواص پوشش TiO2-RuO2 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی مورفولوژی و توپوگرافی پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و جهت بررسی ترکیب شیمیایی پوشش ها از آنالیز تفکیک انرژی (EDS) استفاده شد. همچنین به منظور بررسی رفتار خوردگی و خواص الکتروکاتالیستی پوشش ها، آزمون های پلاریزاسیون، ولتامتری چرخه ای و آزمون خوردگی تسریع شده (AST) در محلول NaCl انجام شد.
نتایج نشان داد که ریزساختار تمامی پوشش ها دارای ساختاری شبیه گل خشک ترک دار بوده که نسبت مولی اکسیدها در پوشش، بر روی مورفولوژی و همچنین ریزترک های ایجاد شده موثر است. از نظر خواص خوردگی و رفتار الکتروکاتالیستی، نسبت اختلاط (مولی) بهینه پوشش ها، TiO2(70%)-RuO2(30%) به دست آمد. بررسی ها نشان داد که افزودن پایدارکننده SnO2 در مقدار مشخصی به پوشش ها، منجر به بهبود پایداری و رفتار خوردگی پوشش ها شده است به طوری که نسبت اختلاط بهینه پوشش ها،   TiO2(70%)-RuO2(20%)-SnO2(10%)، تعیین شد. همچنین مشاهده شد که در محلول NaCl، پوشش TiO2(70%)-RuO2(20%)-SnO2(10%) نسبت به بقیه پوشش ها دارای بالاترین پایداری و عمر (min 681) و کمترین پتانسیل تصاعد گاز کلر (V 50/0) و شیب تافل آندی (V/Decade 07/0) است. بنابراین خاصیت الکتروکاتالیستی این پوشش برای تصاعد گاز کلر در مقایسه با بقیه پوشش ها بالاتر است.