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文檔簡介

二氧化鉛電極的改性隨著工業和科學技術的不斷進展,傳統的陽極材料越來越表現出其局限性。無污染等對于所謂“綠色材料”的要求動身,人們期望查找到長壽命、電化學催化性能高、無二次污染的型陽極。2化學計量化合物,有多種晶型,用陽極電沉積法鍍制的β-PbO:具有抗氧化、2耐腐蝕(在強酸HS0或HN0中有較高的穩定性)、氧超電位高、導電性良好、結2 4 3合力強、在水溶液里電解時氧化力量強、可通過大電流等特點,很具進展前景。DSA,鉛、鈦鍍鉑)所無法取代的。Pb02氧化鉛的利用率還不高,一般不超過50%,大電流放電時則更低。所以,提高正極活性物質二氧化鉛利用率對于提高電池比能量具有實際意義。Pb0225cm,120cm230g/L硝酸鉛溶液,陽極電流密度7A/dm2,800C,電沉積2天.得厚度1cm的二氧化1cm5—10較高。于是把β-Pb0電鍍到某些材料上制成帶有基體的二氧化鉛電極便應運而2電的石墨,金屬等。由于金屬有其他材料不行比較的機械性能使得它在二氧化鉛電極基體的選Ti、Ta、Nb、Zr在上述金屬中,Ta的耐腐蝕性最正確、電阻率低,從性能上看是用作基體的最正確材料。然而,由于TaTiTi作為二氧化鉛電極的基體。鈦基一般承受網狀構造,這是由于TiTi流淌阻力,提高電流效率,尤其在高電流密度下可以有效防止電極過熱,能在1/10相比之下,通過電沉積的方法制得的電極性能比較好,中子散射和x射線衍射Pb02

電極由于比用化學方法得到的Pb0具有2更加均衡的質子分布構造(意味著更好的導電性),因此目前Pb02般承受電化學方法直接在基體或中間層上電沉積得到。

電極的制備一早期只是將Ti板預處理后,直接在Ti板上沉積一層β-Pb0。這種電極的2TiO高電阻層,導致陽極電位上升,鍍層脫落,很快失去使用價值。2為了保證基體和外表鍍層之間良好的結合性能進而保證電極有好的導電性和耐鉛電極主要在基體和β-Pb0鍍層之間復合了防鈍化的底層,有些還在底層上增2設了中間層,型二氧化鉛電極由鈦基體、底層、中間層以及外表層組成。這種(1)(2)(3)具有良好的耐腐蝕性和壽命。基體PbO〔陶瓷、塑料等〕和導體基PtAl、2Ta、不銹鋼、石墨和玻璃碳等〕。本試驗室制備了一種型的陶瓷基體PbO電極,效果良好,不存在基體鈍化2〔片〕成品率低,致使其本錢較高。因此,人們又考慮承受機械性能良好,化學性能穩定,外表可鍍以及質輕、本錢低的塑料為基體。由于非導體基導電性不好,先要PbO2化活性材料的良好載體。而且鈦與PbO的熱膨脹率接近,有利于解決由溫度變化2引起的電沉積層脫落問題。然而,鈦基PbO電極由于鍍層不行避開有一些晶界縫2隙,電解時產生的活性氧會透過鍍層的晶界縫隙氧化基體,形成導電性極差的TiO2底層錫銻氧化物,鈦鉭復合氧化物底層等,它們的性質如下:(1)鉑族金屬及其氧化物:該底層有良好的導電性,可大大改善鍍層與基體化鉛鍍層的破壞。〔2)11%的銀鉛合金較為適宜。底層后,電解液難以滲透到鈦外表,氧原子或02-。離子向鈦基體的集中也受到了阻擋,從而避開了Ti02

2

是寬禁帶N型半導體,摻入Sb后,5SbSn04Sn2Sbsn0sn02 2Sb個作用是可以降低鍍層內應力。〔4)鈦鉭復合氧化物底層:該底層具有導電性、耐蝕性好、電化學活性小的剝落的問題。除了Ti基體外表形成的高阻層是造成二氧化鉛電極壽命較短的一個因素外,β-Pb02緣由,由于α-Pb0Ti0β-Pb02 2 2因此有學者提出,用它作中間層可以增加二氧化鉛鍍層和電極基體結合的結實度、緩和電積畸變的產生,還可以使β-PbO2中間層

分布均勻。TiPbO2鍍層與基體的結合PbO2性,往往在鍍層與基體之間添加中間層。錫銻氧化物涂層由于SnO屬于金紅石型晶系,而且晶格尺寸和單元晶胞體積2界于TiO和PbO之間,以它作中間層可緩和TiO和PbO2 2 2 2在相界面上可阻擋純TiO的析出,有效阻擋鈦基體的鈍化;摻雜Sb后涂層導電性2顯著提高。因此,以錫銻氧化物涂層為中間層目前備受人們的關注。PbO2PbOα、β2種晶型,β-PbO2 2蝕性和導電性較好,通常用作電極的外表活性層。但α-PbO結合力較強,且它2的O—O原子間距介于“底層”與β-PbO2下沉積的α型PbOβ型PbO2 2很多爭論說明,電沉積的條件〔如電流密度、酸度、溫度、電鍍液的組分和濃度等〕對PbO電極的性能有肯定影響。此外,在鍍制外表活性層β-PbO時,摻2 2的催化活性。如添加金屬離子〔如Bi3+,As3+,Fe3+、非金屬離子〔如F-、金屬〔如PTFESDS〔使用壽命〕和抗腐蝕性;較以下三種:〔1〕摻雜離子Pb2+的溶液PbO2 2擴寬其應用領域。Velichenko等用電沉積法制備鈷摻雜PbOCo2+2離子對二氧化鉛電沉積過程影響不是很明顯,但卻顯著增加電催化活性;Leonardo等用含有1mmol/LFe3+和30mmol/LF-鍍液中電沉積制得的二氧化鉛電極用來對有機物電解,其OCC(Organiccarboncontent)削減95%,而純β-PbO22極的耐蝕性;曹江林等爭論了F-摻雜對PbO2影響,指出F-摻雜不僅提高了PbO穩定性,也提高了其對4-CP的去除效率,顯示2了良好的應用前景。〔2〕摻雜金屬氧化物顆粒Bertoncello等進一步以Ti作基體,在不同的鍍液爭論其析氧活性,并與PbO+RuO2 x 2 2命,結果說明:在醋酸+硝酸的鍍液體系中獲得活性最好的復合鍍層。外表活性物質外表活性物的參加主要是轉變電極的力學性質,最早制備的復合鍍層是2Hwanc等在鍍液中摻入PbO2并沉積在SnO/TiPbO微粒和聚吡咯分別是親水的活性點和憎水的非2 2活性點,共同促成提高該電極對鄰氯苯酚的降解效果。稀土氧化物摻雜4f構也是多樣化的。Kong等人在Ti/SnO+SbO基體上制備了稀土改性PbO2 23

電極來PbO2

電極比PbO2

電極有更高電催化活性。SongCeO2

PbO2

電極,結果覺察該電極不但使用壽摻雜二氧化鉛電極制備的理論依據OH

2溶性的中間產物如Pb(OH)2+,最終氧化形成PbO2

ads鍍層,其反響過程為:HO→OH+H++e 〔2-1〕2 adsPb2++OH→Pb(OH)2+〔2-2〕

adsPb(OH)2++HO→PbO+3H++e2 2〔2-3〕Musiani等列出參加懸浮顆粒金屬離子溶液中陽極氧化的方程式為:〔2-4〕

Mn++particles-me→MO(m+n)/2

-matrix compositesTiO2

使鍍層的脆性大大降低,指出鍍層原子響。查找和研發高效催化陽極材料始終是電化學方法應用于有機污染物處理這4f樣化的,摻雜可轉變電極外表形貌,從而改善電極性能。對二氧化鉛電極的改性主要是向渡液中添加過渡金屬或過渡金屬氧化物的方法進展改性。本課題組在爭論中覺察承受脈沖電流來制備PbO2

可以顯著調高電極的壽命,對摻加CeO2

PbO2

電極進展了爭論,得出了一下結論:2

PbO2

電極在硫酸溶液中析氧電位有所提高,說明CeO2

摻雜可以很好地消退由于PTFE摻雜而引起析氧過電位的降低現TafleTi/CeO-PTFE-PbO2 2理吸附性,從而導致摻雜CeO2

后電極的析氧電位提高,使析氧反響速率明顯減慢。CeOPbO2 22過程電極鍍層的局部脫落現象,提高電極的使用壽命。另一方面EDX的結果說明Ce

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