Al基SnO-,2-+Sb-,2-O-,3-、SnO-,2-+Sb-,2-O-,3-+MnO-,2-涂層二氧化鉛電極的制備及其應用.pdf

1、在電解工業(yè)中，電極起著重大作用，隨著電化學工業(yè)和電冶金工業(yè)的發(fā)展，電極材料的應用非常廣泛，尋找合適的電極材料也因此顯得極為重要。 本論文綜述了電解工業(yè)中電極材料的作用，電解工業(yè)中常見的電極材料的優(yōu)缺點和應用以及這些材料的發(fā)展過程，特別是鈦基涂層電極和其它基體涂層電極的發(fā)展。在總結這些發(fā)展的基礎上，根據電解工業(yè)對電極材料的要求，提出選用鋁為基體，以SnO2+Sb2O3和SnO2+Sb2O3+MnO2為中間層，然后化學沉積和電沉積P

2、bO2來制備電極材料，并通過理論論證了制備這種電極材料的可能性。 通過正交實驗，研究了制備中間層時的涂液成分、涂敷次數及熱氧化溫度對中間層的化學成分、相組成、外觀及表面形貌的影響，得到比較好的工藝條件是：涂敷次數10次，熱氧化溫度450℃、500℃，涂液選含SnCl4的量多的兩種涂液(涂液1：SbCl33.2g，SnCl4·5H2O21g；涂液2：SbCl33.2g，SnCl4·5H2O21g，50％Mn(NO3)2溶液10ml

3、)。同時，研究了化學鍍液成分、熱氧化溫度對最終鍍層的結合力、平整度、表面形貌的影響，研究結果表明：熱氧化溫度和涂層成分對這些性能影響不大，化學鍍液中的氧化劑影響比較大，氧化劑(NH4)2S2O4取0.5～0.7mol/L最佳。 采用EPMA-1600型電子探針分析了涂層的化學成分和元素的分布情況。研究表明，在不含錳的涂層中Sn、O、Sb是涂層中的主要化學成分，分別占45.6～49.4％，33.5～34.2％，5.6～8.7％。在

4、含錳的涂層中Mn、O、Sn、Sb是涂層中的主要化學成分，分別占38.8～53.2％、26.1～28.3％、14.7～15.7％、6.1～13.5％?；瘜W沉積PbO2后鍍層的主要成分是Pb和O，還有少量的Sn、Sb、Mn。電沉積PbO2后鍍層的主要成分仍為Pb和O，還有少量的Sn、Sb、Mn。涂層形貌方面，涂液中SnCl4含量少的試樣表面出現(xiàn)了比較嚴重的裂紋和孔洞。450℃、500℃時，涂液中SnCl4含量多的試樣表面涂層比較平整、晶粒分

5、布均勻，結構緊密?；瘜W鍍層的表面比較平整、晶粒分布均勻，結構緊密，晶粒象珊瑚狀。電沉積所得的PbO2鍍層的表面晶粒粗大，PbO2晶粒是呈八面體形狀。 采用德國產的D8Advance型X-射線衍射儀對涂層和鍍層的相組成進行分析，分析結果表明：涂層的衍射圖中出現(xiàn)了比較尖銳的衍射峰，涂層均為晶態(tài)結構，相組成為錫、銻、錳的氧化物或者其中兩種的化合物，還有基體Al。鍍層的衍射圖中出現(xiàn)了許多β-PbO2衍射峰和一些α-PbO2的衍射峰，同時

6、，衍射圖中還出現(xiàn)了少量SnPb2O4衍射峰，這些衍射峰都比較尖銳，表明化學沉積、電沉積制備PbO2鍍層鍍態(tài)下為晶態(tài)結構。 將所制得的Al/SnO2+Sb2O3/PbO2和Al/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2惰性陽極材料應用于鋅電積中。在純的ZnSO4-H2SO4水溶液體系中，測得以Al/SnO2+Sb2O3/PbO2電極為陽極時的槽電壓為3.3V，電流效率為87％。以電極Al/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2為