锌锰干电池中无汞缓蚀剂的筛选

测量了21种有机表面活性剂在锌粉表面的析氢速度,从中选出8种抑制析氢能力较强的缓蚀剂,并通过测量锌电极在铵型和锌型电解液中的阴、阳极极化曲线来考查缓蚀剂对锌电极电性能的影响.结果表明,本文所选的缓蚀剂CNB-16既具有明显的抑制析氢的能力,又不会严重影响锌在电解液中的阳极溶解.因此,认为CNB-16有希望成为Zn-Mn干电池中取代汞的无毒有机缓蚀剂.     

无汞碱性锌锰电池负极缓蚀剂研究方法

介绍了4种关于碱性锌锰电池锌电极缓蚀剂的研究方法,即析氢法、极化曲线法、交流阻抗法、循环伏安法。对这几种方法进行了比较:腐蚀法简单易行,结果直观;极化曲线法和交流阻抗法可以获得较多的信息;循环伏安法对无汞可充碱性锌锰电池缓蚀剂的研究特别有意义。     

金属单质对锌电极电化学行为的影响

为了寻找碱性溶液中锌电极的代汞缓蚀剂，应用腐蚀实验、极化曲线及循环伏安等方法，研究了Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ和Ｂｉ等金属对锌电极电化学行为的影响。考虑到各种添加剂对锌电极电化学行为的影响主要是在电极与溶液之间的界面上，采用置换反应的方法将所研究的金属添加到锌电极表面。此方法既简单，又能使添加物均匀分布在锌的表面上，有效地影响锌电极的表面性质。实验结果表明：分别将Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ加到锌粉表面能增加锌电极氢的超电势，在腐蚀实验中明显地降低了氢气的析出量，但从阳极极化曲线可以看到这些金属均阻化锌的阳极氧化；Ｂｉ的加入则表现出相反的性质，它降低了氢在锌电极上的析出超电势，故而使含Ｂｉ的锌粉在腐蚀实验中析氢量增加，不过它却能促进锌的阳极氧化反应     

银的迁移对铅酸电池负极性能的影响

为了研究含银板栅中银的溶解和迁移对铅酸电池负极性能的影响,测试了锑含量不同的铅锑合金电解后银的迁移量,发现锑含量升高抑制了银在阴极的析出。利用循环伏安方法测试了银阳极氧化后负极的析氢性能,发现银使电极的析氢电位发生了正移,析氢电流增加,同时发现银使电极的还原电位发生了负移。     

In2O3作为锌电极代汞缓蚀剂的研究

通过析氢实验和极化曲线研究了代汞缓蚀剂In2O3对锌电极的影响。同时,制做实验电池研究了In2O3在锌银电池中的实际应用情况。结果表明:In2O3对锌电极具有较好的缓蚀效果,可以明显地降低锌电极的析氢量,缓蚀性能与HgO相近,但In2O3和HgO对锌电极都有一定的钝化作用。     

合金元素对锌电极电化学行为的影响

利用线性电位慢扫描法,分别测定了Al、Bi、Ca、In与Zn构成的合金电极在碱性电解液中的极化曲线;利用收集气体和恒阻放电的方法,测定了Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca合金电极的析气行为和放电性能.结果表明:Al、Ca和In可提高锌阳极溶解的交换电流密度;Ca、Al、Bi可降低锌表面析氢的交换电流密度,并使锌电极在碱性溶液中的稳定电位负移.Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca可提高锌电极的综合性能,且Zn-In-Bi-Ca更好.     

锌电极有机代汞缓蚀剂的研究

无汞锌粉中添加不同的有机缓蚀剂 ,通过测定析氢量 ,从中筛选出 2种抑制析氢能力较强的缓蚀剂YLZX和YZ ,并通过充电实验和阳极极化曲线研究了这两种缓蚀剂对锌电极充放电性能的影响。结果表明 ,所选的缓蚀剂具有明显抑制析氢和枝晶生成的作用 ,而且不影响锌电极的放电性能。     

碱性体系中含氟表面活性剂对锌电极的影响

通过析氢实验,测量了5种含氟表面活性剂在碱性体系中对锌粉表面析氢速度的影响。并且和传统缓蚀剂———HgCl2进行了相同条件下的对照实验,初步肯定了这类表面活性剂对锌电极可能产生的缓蚀作用。在此基础上,又对10种含氟表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极极化曲线进行了考查。结果发现,其中有几种表面活性剂对锌电极的阳极行为影响不大,但对其阴极行为确有较大影响。接着又进一步考查了几种典型的含氟表面活性剂对多孔锌电极在碱性溶液中循环伏安特性的影响。结果一致表明,这类表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极行为都有不同程度的作用。和传统使用的有毒的汞盐相比较,它们对锌电极的阳极行为的影响还不算很大,但对其阴极行为的影响就表现得比较明显了。说明它们具有较强的抑制析氢的能力。综合几项实验结果,我们认为,只要经过认真筛选,这类含氟表面活性剂中的大部分都有可能成为碱性电池中锌电极的代汞缓蚀剂。它们的缓蚀机理主要取决于它们的高表面活性、强抗氧化能力和它们在锌表面所具有的较强的吸附特性。由于材料来源、实验条件和时间等因素的限制,本文对于这类表面活性剂在锌电极上的作用机理的研究还不够深入,今后还将继续开展这方面的工作。另外,通过恒电位电沉积实验还证明,这类表面活性剂对抑制锌枝晶生长也具有十分明显的作用。这也为它们作为二次锌电极的添加剂提供了一定的依据。     

锌含量对铅锌合金电化学行为影响的研究

采用循环伏安(CV)、线性电位扫描(LSV)、交流阻抗(EIS)等方法研究了不同锌含量的铅锌合金电极在硫酸溶液中氧化膜的生成情况。由电位区间0.9~1.7 V循环伏安曲线、恒电位1.5 V,1 h后的线性电位扫描伏安曲线中PbO2还原峰电流和还原电量可知,PbO2膜生成量随锌含量增加而增长;恒电位0.9 V,1 h后的线性电位扫描伏安曲线中PbO PbO.PbSO4和PbSO4还原峰电流和还原电量显示,随锌含量增加,铅(Ⅱ)氧化膜生成量减小,电阻与电位的关系曲线表明,随锌含量增加,氧化膜电阻减小,电导增强。     

纯铅、纯锡电极在硫酸溶液中的电化学行为比较

采用循环伏安(CV)法、扫描电镜(SEM)法研究了纯铅、纯锡电极在硫酸溶液中的电化学行为。宽电位循环伏安法表明,纯锡电极上氧化还原峰电流远大于纯铅上的,随着循环次数的增加,纯铅电极上的氧化还原峰电流增大了,但纯锡电极上氧化还原峰电流随循环次数的增加变化不大;由负电位区循环伏安扫描可得,纯铅电极上氧化还原峰电流随循环次数的增加而减小,但纯锡电极上氧化还原峰电流却随循环次数的增大而增大;扫描电镜显示,纯铅和纯锡电极上阳极腐蚀膜的形貌明显不同,且纯铅电极阳极膜比较紧密,而纯锡阳极膜比较疏松。     

Electrochemical Behaviors of Zinc Electrode (Ⅱ) ——Studies on the Inhibition Mechanisms of Zinc Electrode in Leclanche Zn/MnO_2 Batteries

Zinc electrode corrosion and inhibition mechanisms for the NH4C1 electrolyte solution, in Leclanche cell were investigated by the methods of linear polarization resistance, bidirectional polarization curve and electrochemical impedance measurements. It was found that the organic inhibitors mainly affected the zinc anodic direction corrosion reaction by their negative catalytic effect due to the adsorption on the zinc surfaces the inorganic inhibitors, however, were tended to affect cathodic direction corrosion reaction. The inhibition mechanism of the organic inhibitors was proposed.     

几种缓蚀剂对锌粉缓蚀效果的比较

用量氢法研究了几种无机、有机、无机与有机组合缓蚀剂对锌粉腐蚀的缓蚀效果,同时对它们的缓蚀效果进行了比较。实验结果表明,所采用的无机缓蚀剂中Hg的缓蚀效果最好,其次是In2O3;在有机缓蚀剂中,六次甲基四胺的缓蚀效果最好,但比Hg和In2O3都差;组合缓蚀剂中十二烷基苯磺酸钠与Pb(NO3)2组合的缓蚀效果最好,不仅远比单一的无机或有机缓蚀剂的缓蚀效果好,而且比Hg好。     

葡萄糖抑制铅在硫酸中的电化学腐蚀机理的研究

研究了添加剂对铅在硫酸电解液中电化学腐蚀的影响,着重研究了由于电极腐蚀程度不同而产生的偏移氧化峰(AEP).采用循环伏安法、线性电势扫描联合电位阶跃法等电化学方法表征了葡萄糖和氟化钠对AEP的影响,同时采用扫描电子显微镜表征了添加剂对腐蚀电极的表面形貌变化.结果表明,葡萄糖明显提高了AEP,抑制了铅电极的腐蚀.同时,提...     

锌电极在含二乙醇胺、三乙醇胺电解液中的性能

研究了碱性电解液添加剂二乙醇胺[(C2H4OH)2NH]、三乙醇胺[(C2H4OH)3N]及两者混合对锌电极的影响。二乙醇胺单独使用可显著推迟锌电极的钝化,但对腐蚀略有加速,并会使电极的可逆性下降;三乙醇胺单独使用可推迟钝化并提高可逆性,但效果不明显,且对腐蚀略有加速。当两者以适当比例混合时,不但提高了电极的可逆性,而且几乎可以完全抑制钝化,虽然对腐蚀略有加速,但影响不大。当在电解液中加入0.3%二乙醇胺+0.1%三乙醇胺时效果最好。     

电沉积锌电极在大功率蓄电池中的应用研究

研究了不同电解液浓度、电沉积电流密度等条件对电沉积锌电极性能的影响,并在此基础上,选择出锌电极组装成试验电池进行充放电测试,考察了电沉积锌电极的实际工作性能。通过实验得出:采用ZnO饱和的密度为1.20 g/cm3的KOH水溶液作为电解质溶液,电沉积电流密度为100 mA/cm2时,电沉积出的锌电极可以应用于大功率锌系列蓄电池。     

造孔剂对空气电极电性能的影响

为研究造孔剂的种类、含量对锌空电池空气电极电性能的影响,分别对添加不同用量的聚乙二醇200(PEG200)、(NH4)2C2O4和NH4HCO3等3种造孔剂的空气电极进行透气性能和稳态电流-电压极化曲线的测试,并用扫描电镜(SEM)对其防水透气膜和催化膜的表观形貌进行观察,研究结果表明:采用热分解造孔方法,在这3种造孔剂中PEG200的造孔效果最好;在防水透气膜和催化膜中分别添加质量分数为7.5%、15%的PEG200,所得空气电极在相同电位下的极化电流最大;由SEM观察可见:PEG200含量分别为7.5%、15%的防水透气膜和催化膜微孔的孔径分布更加均匀、孔隙率更大。     

锌锰干电池中有机缓蚀剂作用机理的探讨

利用电化学方法研究了有机复合缓蚀剂PA对锌的缓蚀作用,PA通过附在锌表面形成一层膜,抑制锌的腐蚀,当电池放电时,由于电位变化,此膜松脱;不影响电池放电.电池处于开路状态,PA又吸附在锌上.同时还探讨了用PA取代HgCl_2锌锰干电池的可行性.     

碱锰电池有机代汞缓蚀剂的研究

金属锌在KOH溶液中存在腐蚀析氢现象,通过析氢实验和极化曲线法研究了6种具有不同亲水链长度的有机缓蚀剂对锌在KOH溶液中的缓蚀性能。结果表明,6种化合物对锌均有不同程度的缓蚀作用,其中癸烷基(八)氧乙烯醚磷酸酯钾盐(PEE)可使锌粉析氢量减少70.6%,缓蚀效率可达78.7%。缓蚀剂浓度和结构是影响缓蚀效率的重要因素。浓度太低,形成的保护膜薄,缓蚀效率低;浓度太高,吸附不均匀,也不能提高缓蚀效率。此外,缓蚀效率的高低还与缓蚀剂的分子结构有密切的关系,亲水链短,缓蚀剂的溶解度低,溶液中的缓蚀剂分子很少,无法在金属表面形成致密的保护膜,缓蚀效率降低。