CTAB对Pb-Ag阳极MnO₂镀膜电化学性能的影响

摘要

工业锌电积通常采用Pb-Ag合金(0.5%～1.0%Ag（质量分数）)作为阳极材料，然而其催化析氧活性低，导致阳极析氧反应过电位高、电极表面Pb电化学腐蚀、能耗增加.本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为添加剂，通过干预Pb-Ag阳极表面MnO₂的电结晶过程，诱导生成具有良好耐蚀性和析氧活性的MnO₂膜层.研究表明，锌电积体系中适量CTAB的引入可加速Mn²⁺→Mn³⁺中间体的氧化，促进MnO₂的电结晶生长并均匀包覆在Pb-Ag基体上，有效提升电极的催化析氧活性和耐腐蚀性能.在模拟长周期工业锌电积过程中，1g·L^-1 CTAB辅助镀膜下制得的Pb-Ag/MnO₂阳极（PAM-C₁）较之工业镀膜条件下制备的MnO₂镀膜阳极（IPAM），具有更优的析氧和耐蚀性能：500 A·m^-2下，PAM-C₁阳极的析氧电位(2.09 V （vs RHE）)较IPAM (2.14 V （vs RHE）)低50mV，且性能稳定；经15天电解，相较IPAM阳极，基于PAM-C1阳极的电锌体系中溶铅量由0.7mg·L^-1降低为0.6mg·L^-1.

关键词

锌电积 / Pb–Ag阳极 / MnO₂镀膜 / 添加剂 / 催化析氧

基金资助

云南省重大科技专项资助项目（202302AG050008）; 云南省中铜应用基础研究企业联合专项资助项目（202401BN070001-021）; 云南省基础研究专项资助项目（202401CF070150）; 昆明理工大学“双一流”创建联合专项面上资助项目（202301BE070001-063）