二氧化铱/的循环伏安曲线
自从上世纪60年代荷兰人Beer成功开发出Ti基贵金属氧化物(如RuO2、IrO2等)涂层阳极(也称尺寸稳定性阳极, DSA)以来, 这种新型阳极已经被广泛地应用于氯碱生产、水电解、污水处理、有机物合成及电沉积等工业中. 其中, 由于对氧析出反应具有优异的电催化活性(低的析氧过电位), 而且具有高的电化学稳定性, IrO2系氧化物阳极被认为是析氧用的最佳阳极,倍受关注.
近年来, 随着环境问题和能源问题的日益突出,二氧化铱阳极在含有机物的水溶液中的电化学行为已逐渐成为研究的热点. 与一些具有高析氧过电位的阳极(如PbO2、SnO2等)表面发生的直接氧化不同,有机污染物在IrO2阳极上主要发生间接的电氧化,进而生成可生物降解的有机中间产物. 另外, 利用上述间接氧化的特性, 可实现有机物在IrO2电极上的选择性氧化, 从而在有机物的电化学合成领域得到应用.
浙江大学化学系胡吉明等人研究了在4-氯苯酚(简称氯酚)电化学稳定窗口内氯酚对Ti基IrO2电极在酸性水溶液中电化学活性的影响. 循环伏安(CV)与电化学阻抗谱(EIS)测试均显示,几乎在整个氯酚的电化学稳定电位区间内,氯酚对氧化物电极均起到活化作用. 以金属Ir电极为对比试样的测试结果却显示, 由于氯酚易于在金属表面吸附, 氯酚在其电化学稳定窗口内对金属电极的活性产生抑制作用. 基于氯酚对上述两类电极电化学行为影响的差异, 提出活性氧化物自身在上述电位区间内发生从低价态到高价态的转变, 进而用于氧化去除吸附在电极表面的有机分子,可能是氯酚对IrO2电极造成活化的主要原因.