Pb02-CeO2电极的制备及其电化学性能.pdfVIP

PbO：一CeO 电极 的 制 备 及 其 电化 学 性 能 4l PbO2一CeO2电极的制备及其电化学性能 廖登辉 ，陈 阵 。仇朝臣 。陆丽芳 (昆明理工大学 a．冶金与能源学院，b．理学院化学系，云南 昆明 650093) [摘 要] 为解决传统铅银合金存在的铅污染和钛基 PbO (DSA)基体易钝化、使用寿命短等问题，以不锈钢 为基体，用稀土 Ce改性，制备 了PbO．CeO 电极 。分析了PbO 的形成机理，通过析氧曲线、Tafel曲线、EDS能 谱及扫描电镜考察了温度、电流密度、稀土 ce等对电极性能的影响及所制备电极的元素分布及表面形貌。结 果表 明：最佳制备工艺为 190g／LPb(NO3)2，15 LCu(NO3)2，O．5g／LNaF，30g／LCeO2，pH值为2～3，机械 搅拌，温度70℃，电流密度 l0～20mA／cm ，时间30min；所制备的镀层平整、均匀，电化学性能优 良，镀层中 CeO 质量分数约为4％～6％；PbO．CeO 电极析氧电位 1500mV左右，节能性能明显优于传统惰性阳极。 [关键词] PbOz-CeO 复合镀层；不锈钢基体；稀土改性电极；电化学性能 [中图分类号]TQ153．2 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2012)02—0041—04 0 前 言 了参考。 目前，电解工业使用的阳极材料有磁性氧化铁、 1 试 验 石墨、铅及铅基合金、二氧化铅、铂、镀铂及铂族金属 1．1 PbO一CeO：电极制备 氧化物等。金属铂及其合金价格昂贵，高电流密度下 阳极试片采用50mm×10mm×2mm不锈钢板， 消耗大；铅氧化物制造困难，耐蚀性差；磁性氧化铁质 阴极试片采用50mm×40mm×2mm不锈钢板，用工 脆，尺寸受限制，电位和过电位均较高，节能性较差， 业碱溶液除油、蒸馏水洗。 不经济，因此都未能得到普遍应用 ¨J。PbO 电极因 镀液：190g／LPb(NO3)2，15 LCu(NO3)2，0．5 导电性好、耐蚀性及催化性能优越、析氧过电位低及 g／LNaF，10—50g／LCeO2(粒径20～30nm)，pH值 0 成本低而备受青睐，但传统的钛基PbO (DSA)基体 一 为2—3；试验药品均为分析纯，用去离子水配制。工 易钝化、使用寿命短 J，且钛是贵金属，钛基 DSA阳 艺参数：镀液温度 60～80℃，电流密度 10～2O 极的工业化仍然 比较 困难。稀土掺杂对 电极的导电 mA／em ，时间30min，机械搅拌 。 性、热分解温度、析氧电位和电催化活性有较大影响， 是近年来的研究热点 J。已有的研究中，以不锈钢为 1．2 性能测试 基体制备PbO：电极的报道较少，特别是针对PbO：电 用CHI660D电化学工作站进行循环伏安 (CV) 极的耐蚀性、节能性等的研究更为少见。 ． 曲线、Tafel曲线及析氧曲线测试。三电极体系：铂电 本工作以廉价的不锈钢为基材，用稀土 Ce进行 极为辅助电极、甘汞电极为参比电极、CV测试时工作 潴 ：=j硪腿 馕 ：j．=；《y 改性，制备了PbO：一CeO：电极，其镀层结晶致密、与基 电极为不锈钢板，其他测试时工作电极为 PbO-CeO 体结合较好。该工艺重现性好，省去了传统工艺中的