Ag-Mn-Ru/Ti阳极的制备及其电化学性能研究

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在湿法炼锌工艺中,电解锌通常采用的铅基阳极(含有少量银、锶或钙)。在过去的半个世纪,世界几乎全部的湿法炼锌厂均使用含银0.3~1.0%的铅银合金阳极,也曾被认为是最适合湿法炼锌的阳极。但是在能源日趋紧张、环保要求日益严格的情况下,铅合金阳极的缺点也不断凸显:机械强度低、阳极上电流分布不均匀、析氧电位过高(约800m V)、阳极极化的过程中易出现腐蚀、铅离子溶解在电解液中,沉积在阴极上,污染金属锌,影响产品质量,且铅阳极使用寿命短等不足,直接影响湿法炼锌工艺的生产成本。因此,有必要通过研发高强度、高导电率、高抗腐蚀性、环保的新型惰性阳极替代传统铅基阳极。而已广泛应用于氯碱、氯酸盐、水电解、污水处理、有机物合成、阴极保护、电沉积等工业领域的钛电极是未来电解锌阳极研发的重要方向。钛电极具有比重轻、导电性好、耐腐蚀性强、机械强度高、工作寿命长等性能,是未来锌电积重要的极板材料。本论文主要针对钛阳极的钌系涂层目前出现龟裂纹影响电极寿命的问题,提出在钛阳极上制备银锰钌涂层的研究,研究的主要内容包括以下方面:(1)二元锰钌涂层和二元银钌涂层的制备及电化学性能研究:选择不同的煅烧温度和不同的锰钌比例或银钌比例采用传统涂敷法制备出锰钌涂层钛阳极和银钌涂层钛阳极,采用XRD和SEM对钛阳极涂层表面进行了表征;并对两种钛阳极的电化学性能进行了研究,主要开展了循环伏安测试(CV)?线性扫描测试(LSV),通过以上研究得出:配比在7:3的时候两种涂层在制备温度为350℃的具有较好的表面性能和电化学性能,以及耐腐蚀性能。(2)涂敷方法的确定:根据对银钌涂层的测试:涂层的最佳制备温度350℃和最佳比例为银钌比7:3的基础上,使用2种浓度方向的梯度涂敷法对钛阳极银钌涂层进行制备,同样采用采用XRD和SEM对涂层表面进行表征,对比梯度涂敷法制备的阳极和最佳温度和比例的阳极的循环伏安法(CV)测试结果?线性扫描(LS V)测试结果以及强化腐蚀测试的结果进行对比,通过以上研究得出:梯度涂敷法与传统涂敷方式的区别,以及梯度涂敷法对表面性能?电化学性能以及耐腐蚀性的影响?(3)三元锰银钌涂层的制备及电化学性能研究:根据二元涂层的银钌最佳比例和制备温度,添加锰元素,使用梯度涂敷法进行三元银锰钌涂层的制备,对表征及电化学性能研究,对比二元涂层的相应比例,通过以上研究得出:二元和三元钌系涂层的区别和性质。
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