制备温度对改性二氧化铅电极材料析氧电催化性能的影响研究.pdf

制备温度对改性二氧化铅电极材料析氧电催化性能的影响研究/朱薇等
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制备温度对改性二氧化铅电极材料析氧电催化性能的影响研究
朱薇2,陈阵',余强,郭忠诚2…3,辛小燕1
(1昆明理工大学理学院,昆明650500;2昆明理工大学治金与能源工程学院,昆明650093
3昆明理工恒达科技有限公司,昆明650105)
摘要通过直流阳极氧化复合电沉积法制备一种新型锌电积用βPbO2-MnO2- Wc-cec2节能惟化阳权材料,
采用循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)研究制备温度对阳极材料析氧电催化活性的影响。循环伏安测试结果表明,
温度为65℃时制备的阳极材料具有较小的阳极峰电位(E=1.705Vの和較大的阳极伏安电荷(q=3.367×10~2
C),析氧电催化活性点最多,具有较好的电催化活性。交流阻抗测试结果进一步证实65℃时制备的阳极材料在电解
铧溶液中具有更小的容抗孤,表明该电极材料在エ业电解锌溶液中发生析氧反应需要克服的能全小,电极反应速率
较快,电催化活性较高
关键词温度循环伏安交流阻抗电催化活性
中图分类号:TB333文献标识码:ADOI:10.11896/j.isn.1005-023X.2016.14.013
Effect of Preparation Temperature on Electrocatalytic Activity of Modified
Pbo2 Anode in Oxygen Evolution Reaction
ZHU Weil*, CHEN Zhen, YU Qiang, GUO Zhongcheng, XIN Xiaoyan
(1 Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500; 2 Faculty of Metallurgical
and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093
3 Kunming Hengdera Science and Technology Co ,LTD, Kunming 650105)
Abstract A novel -Pbo2 -Mn O -WC Ceo anode was prepared by electrochemical deposition method which is
a new type of energy-saving catalytic anodes used in zinc electrowinning. The influence of preparation temperature on
oxygen evolution electrocatalytical activity of anode materials was characterized by cyclic voltammetry(CV) and elec
trochemical impedance spectroscopy(EI)tests. Cyclic voltammetry test indicated that anodic voltammetric charge
(q") of A-PBO2 -Mno -WC-CEO anode prepared at 65 reached the maximum value of 3. 367X C and anodi
peak potential reached the minimum value of 1. 705 V, which existed a maximum of active points on the surface of
anode and showed excellent electrocatalytic activity. Electrochemical impedance spectroscopy(EIS) test also indicate
that the anode material prepared at 65C showed smaller capacitive ares, which indicated that energy barrier of oxygen
evolution reaction of this anode material in electrolytic zinc solution was smaller than others and easy to overcome. The
anode material had both high reaction rate and electrocatalytic activity.
Key words temperature, cyclic voltammetry, impedance spectroscopy, electrocatalytical activit
0引言
炼锌工艺过程的能耗具有巨大的经济意义。
目前国内外使用的锌电积阳极以铅银合金阳极为主。
锌冶金工业是国民经济的基础工业,在国民经济结构中但传统铅银阳极存在槽电压高、电积能耗高、电流效率偏低
发挥着重要作用,现代炼锌工艺主要是以湿法治锌为主。自寿命短、析氧活性低、质量密度大、铅污染、搬迁及安装困难,
20世纪80年代以来,世界上80%~85%的锌都是通过湿法使用过程中易变形失效,甚至引发电积过程短略,造成阴极
治金来生产的-们。对于湿法炼锌工艺来说,使用的阳极材产品锌反溶等问题。因此,节能阳极材料的制备和研究成为
料一般需满足如下要求5-:(1)耐腐蚀性能强;(2)电催化活了近年来研究的热点,主要研究方向为钛基活性阳极和二氧
性好,析氧过电位低;(3)导电性良好;(4)有一定的机械强化铅阳极,特别是具有优异的析氧电催化性能的PbO2和
度,抗蠕变性能强;(5)生产成本低廉,使用寿命达到一定标MnO2复合阳极材料受到了人们的青睞。
准。其中能耗是影响生产成本的主要因素,因此,降低湿法
本硏究采用直流阳极氧化复合电沉积的方法制备一种
兴国家自然科学基金(51464021);昆明理工大学人オ培养基金(KKSY201407099)
朱薇:女,1984年生,硕士,助理实验师,研究方向为应用电化学 E-mail:zw03807163.cm余强;通讯作者,男,1980年生,博
士,讲师,研究方向为电化学和新材料制备E-mail:yuqiang0015@163.com