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目前,国内外湿法冶金行业用的阳极材料主要有铅银合金和钛基涂层阳极。铅基合金阳极是锌电积中使用最多的,但其重量大、强度低,易弯曲变形造成短路而使电能损失。钛基涂层阳极形状尺寸稳定,适于高电流密度(4.5～6.0kA/m2)和窄极间距(约5cm左右)的电积条件。但钛基贵金属及其氧化物涂层价格高昂；不含中间层的钛基电极中钛易钝化,导电性能降低；含中间层的钛基涂层电极,制造程序复杂；电沉积钛基二氧化铅的电化学活性提高,但其畸变大、易脆、机械加工困难、重量大、不易大型化、制备时间长,限制了其规模生产及使用。本文研制了一种Ti基新型惰性阳极,由钛基体、Pb底层及Pb-PANI-WC表面活性层组成。底层改善了表面层与钛基间的结合性能；表面层是铅和活性颗粒组成的复合镀层,反应过程中能降低析氧电位。且钛价格适中,导电性良好,质量轻,是阀型金属。该种电极材料在有色金属电积中有广阔应用前景。本文采用直流或脉冲电沉积法,在Ti基上制备铅基复合镀层；研究了镀液组成、固体颗粒及工艺条件对镀层性能的影响,从不同镀液中电沉积制备了Ti/Pb/Pb-PANI-WC复合镀层。采用阳极极化曲线、Tafel.EIS.循环伏安等手段在硫酸锌-硫酸溶液中测定了动力学参数,并以阳极析氧电位作为考核指标,优化了镀液组成和工艺条件。从酒石酸钾钠体系中直流电沉积制备了Pb-PANI和Pb-WC两种复合镀层的最佳制备工艺为：氧化铅100g/L,酒石酸钾钠170g/L,氢氧化钾55g/L,明胶1.5g/L,温度为室温,电镀时间90min,电流密度4A/dm2。Pb-PANI复合镀层镀液中PANI为15g/L, Pb-WC复合镀层WC为40g/L。从碱性(酒石酸钾钠-乙二胺四乙酸二钠体系)和酸性(氟硼酸体系)两种体系中直流电沉积制备Pb-PANI-WC复合镀层。优化得到碱性体系中最佳工艺条件为：电流密度1.5A/dm2,温度35℃,聚苯胺浓度15g/L,WC浓度为40g/L。酸性体系中的最佳工艺条件：电流密度是5A/dm2,温度35℃,聚苯胺浓度10g/L,WC浓度为40g/L。采用脉冲电沉积从碱性(酒石酸钾钠体系)和酸性(氟硼酸体系)两种体系中制备了Pb-WC-PANI复合镀层。优化得到碱性体系中最佳工艺条件为：氧化铅1OOg/L,酒石酸钾钠150g/L,氢氧化钾55g/L,明胶1.5g/L,聚苯胺浓度10g/L,碳化钨30g/L,周期1.5ms,脉冲导通时间0.3ms,平均电流密度3A/dm2,温度为室温。酸性体系中的最佳工艺条件：PANI:30g/L, WC:30g/L,脉冲导通时间：0.5ms,脉冲周期：1.5ms,平均电流密度：2A·dm-2,温度：25℃。利用SEM、XRD、EDS等现代测试手段对镀层的表面形貌、结构物相、成分进行了分析表征。用快速寿命实验方法考察了复合镀层在硫酸-硫酸锌溶液中1A/cm2下的预期使用寿命,并比较了镀层的电化学性能。脉冲电沉积获得的两种Pb-WC-PANI复合镀层表面明显比直流复合镀层结晶致密,没有明显晶界。XRD研究显示,复合镀层中出现了明显的Pb和WC的衍射峰,没有观察到PANI的衍射峰,且脉冲Pb-WC-PANI复合镀层的衍射峰强度弱于直流复合镀层。通过红外光谱分析,观察到复合镀层中有PANI的特征峰。EDS研究显示,直流复合镀层中WC含量明显低于脉冲复合镀层,酸性复合镀层中的颗粒含量明显低于碱性复合镀层。所有镀层中碱性脉冲Pb-WC-PANI复合镀层中WC含量最高,达到24.7%(wt%)。电化学性能比较,Ti基Pb-PANI复合镀层优于Pb-WC,同时优于纯铅镀层。说明PANI和WC的掺杂均有利于析氧催化活性的提高。两种体系中,脉冲电沉积Pb-WC-PANI复合镀层催化活性均优于直流复合镀层。比较两种体系中的脉冲复合镀层,得到,碱性条件下制备的复合镀层性能优于酸性复合镀层。比较了酸性、碱性脉冲复合镀层与Ti基贵金属涂层和两种铅银合金电化学性能,复合镀层析氧电位高于钛基贵金属涂层而低于铅银合金,耐蚀性均优于铅银合金阳极而比钛基贵金属阳极差,碱性镀液中所得复合镀层Ecorr=-0.323V, Icorr=7.10×10-6A/cm2。酸性脉冲复合镀层具有最大的伏安电荷(q*=0.4219C·cm-2),碱性复合镀层伏安电荷(q*=0.1907C·cm-2)大于铅银合金(含银0.6%的q*=0.0158C·cm-2)而低于钛基贵金属涂层(q*=0.2779C·cm-2)。阻抗谱显示Ti基贵金属涂层的电催化活性最好,两种脉冲复合镀层次之,其析氧催化活性均优于铅银合金阳极。复合镀层的强化寿命低于贵金属涂层电极和铅银合金电极。与铅银合金比较,复合镀层电流效率较高,而槽电压较低,作为阳极材料比铅银合金阳极更节能。新型Pb-WC-PANI复合镀层的重量不足铅银合金的20%,加之其催化活性优于铅银合金,槽电压低于铅银合金,因此是理想的阳极材料。论文得到了云南省教育厅青年科学基金(2011Y37324)、昆明理工大学分析测试基金等项目的联合资助。