惰性电极材料的发展趋势和应用前景.docVIP

惰性电极材料国内外研究现状和发展趋势 一、惰性电极材料国内外研究现状 1、 铅和铅基合金电极 1.1 铅银合金 1.2 铅基多元合金阳极 Pb-Ag Pb-Ca-Ag Pb-Ca-Sr-Ag 5.6 2.01 1.27 12 15 16 6.9 3.65 2.71 结果表明，此四元合金阳极能降低阳极的制备成本，提高电效，降低电耗，而且，耐腐蚀性强等优点。 （2）活性铅阳极 这种阳极是将涂覆有RuO2的海绵钛颗粒用压制或轧制的方法固定到Pb-Ag合金基体中而制成的，因而兼具Pb合金阳极和DSA的优点，其显著特点是具有较低的析氧超电压，可降低单位产量的直流电耗，而且明显地减少了产品中Pb污染。 电极的电催化活性是由于有RuO2基涂层。在已知的电催化剂中，RuO2在酸性溶液中的析氧超电压最低，较长时间（30周）的工业试验表明，使用此种电极，在含H2SO4 150g/L溶液中，在常规铜电积的电流密度，即30mA/cm2下，槽电压下降300-330mV，能耗降低了15%，实现平均节能为330kWh/T铜。用此种阳极生产的铜，Pb污染降低。此种活性铅阳极的使用寿命约为3年。 1.3 其它铅基合金阳极 周彦葆等研究了 1.4 铅阳极表面改性 2、钛基DSA 2.1钛基二氧化锰电极 用热分解法制得大量的试验表明，采取涂敷中间层以及在涂层中添加活性元素两项措施，可有效地提高阳极的导电性能，x射线衍射分析表明，制得的二氧化锰为β-MnO2，属四方晶系。通过热力学计算， 在煅烧温度范围内，所添加活性元素仍以氧化物状态存在，因此催化作用强。工厂试验表明，所研制的Ti/MnO2阳极，与传统的Pb-Ag阳极相比，槽电压可降低0.5V，节电l6％。 振方、蒋汉瀛等研制了以钛为加强基，PbO2为载电体，表面电沉积MnO2 的Ti/PbO2/MnO2新型阳极。通过测定界面电阻、极化曲线和强化电解，结果表明，此阳极以PbO2为载电体，降低了界面电阻，解决了钛钝化的问题。MnO2降低了析氧电位，这样的电极有成本低、活性高、寿命长的特点，且能提高阴极产品纯度等优点。 2.2 钛基二氧化铅电极 而且电极使用寿命更长。 Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2非贵金属阳极，，：（1）该，；（2）该Pb电极的分形维数大，；（3）该95.8%，；（4）该，Pb电极节能33%。 黄文沂、南峰等制备了Ti/SnO2+Sb2Oy /β-PbO2-MgxCo3-xO4改性二氧化铅阳极，，Ti/SnO2/PbO2阳极作了研究，发现这种以钛为基，SnO2为抗氧中间层，PbO2活性层的阳极材料，作为硫酸介质中的析氧阳极材料时，具有寿命长、电催化活性好的特性。 王静毅、胡熙恩在前处理过的钛片上涂敷含Sn、Sb的涂液，热分解获得中间层，然后在此中间层上采用脉冲电沉积方法制备表面层，得到的电极与直流电镀相比，可以提高二氧化铅镀层在硫酸溶液中的析氧电位。一定程度内增大电镀电流密度能够降低电极的析氧电位。脉冲电镀能够使晶体晶粒尺寸减小，从而使镀层更加均匀致密，预期能够增强电极的使用寿命。 李耀刚等用热分解方法制备了PbO2-MnO2混合金属氧化物阳极，研究不同铅锰比例对电极电化学性能以及电机寿命的影响。研究结果表明：Ti基电极与Pb电极，Ti/RuO2电极比，更适合于作酸性介质中的阳极材料；活性层涂液中，Pb、Mn摩尔比为l:O.3左右时，Ti/SnO2+Sb203+MnO2/PbO2+MnO2阳极性能最佳。郑晓虹等研究了采用共沉积的方法制得的MnO2-PbO2电极在硫酸溶液中的阳极析氧行为。 与不含WC微粒的电报比较，2.3 金属氧化物涂层钛电极 Krysa J等研究了涂层厚度及钛的表面预处理对Ir，Ta比例对该电极可用于高温、腐蚀性强的电解行业中。3、 其它基体D.S.A 3.1铁基D.S.A 3.2贵金属基D.S.A 徐品弟等在铂基上复合电沉积文献研究了在圆盘旋转金电极上电沉积-的混合氧化物电极的动力学性质、伏安特性曲线以及此类电极的使用寿命，研究发现，与纯PbO2电极相比，此类电极能大大提高阳极析氧反应速度，尤其对于掺Bi的二氧化铅电极而言，其反应速度可提高25倍以上。 Jianren Feng等研究了过渡族金属Fe在PbO2层中的催化作用，结果发现，对于像Mn2+和CN-的氧化的阳极析氧反应，掺Fe二氧化铅电极的活性要好于纯PbO2电极。Jisheng Ge等比较了Pt基掺Ag二氧化铅电极、AgO电极以及阳极氧化过后的Ag、Pb和Ag-Pb（1:5和1:20）合金电极的伏安特性曲线，发现，在所有电极中，Ag-Pb合金电极是最为稳定的。 艾仕云等采用循环伏安曲线、X射线衍射和扫描隧道显微镜研究了Ce3+对PbO2的晶态及相结构的影响。研究发现，掺入铈能细化晶