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Magneli相材料是一类低价钛氧化物,其通式为TinO2n-1(4≤n≤10),这类材料具有良好的电子电导率和优异的耐酸碱腐蚀性能,其电导率随n值的增加而降低。Magneli相材料是理想的电极材料,在电化学领域具有良好的应用前景。本论文工作采用高温还原TiO2法制备了Magneli相低价钛氧化物,以金红石型TiO2为原料,氨分解气氛为还原剂,在1100℃下反应3h,得到了电导率最高的Ti4O7相。高温还原制得的Magneli相材料为蓝黑色粉末,SEM显示颗粒表面呈多孔状,粒径分布不均匀,这是由于在高温下钛氧化物发生烧结作用,BET比表面测试结果显示Ti4O7产物的比表面仅为1.99m2/g。采用循环伏安法研究了Ti4O7电极在酸碱介质中的电化学行为,发现Ti4O7电极在硫酸溶液中的电化学活性很差,具有很高的析氧析氢过电位；而在氢氧化钾溶液中,Ti4O7电极则体现出良好的析氧活性,在0.8V (vs. Hg/HgO)下,氧析出电流密度达到了68mA/cm2,其析氧活性与石墨电极相当。以Ti4O7为载体制备了尖晶石型CoFe2O4/Ti4O7析氧催化剂,采用极化曲线,计时电流和交流阻抗研究了催化剂的电催化析氧活性。研究结果表明CoFe2O4具有优异的析氧活性,在0.6V下Ti4O7电极的氧析出电流密度仅为4mA/cm2,而CoFe2O4/Ti4O7电极的析氧电流密度则达到了105mA/cm2。研究了Ti4O7与CoFe2O4不同比例的催化剂的氧析出性能,CoFe2O4的含量提高,增加了电催化反应的活性位,同时降低了电极的电导率,使得电极反应欧姆阻抗增加,研究结果显示当Ti4O7与CoFe2O4质量比为2：1时,催化剂具有最优的电催化析氧活性。以CoFe2O4为析氧电极,镍片为析氢电极,6mol/L KOH溶液为电解液,组装了水电解槽,测试了CoFe2O4/Ti4O7电极的析氧稳定性能,探索了其在电解水制氢制氧的应用,测试结果显示CoFe2O4/Ti407电极的稳定性能优异,以100mA/cm2电流密度电解超过300h,电解槽电压仅增加了约50mV,说明CoFe2O4/Ti4O7材料作为析氧阳极材料在电解水具有良好的应用前景。