修改日期:2001-02-20

研制出一种高效复配缓蚀剂 ,它是由一种阴离子缓蚀剂和一种非离子缓蚀剂复配而成。通过析氢实验、短路实验、恒电流充放电实验及交流阻抗、电镜扫描等测试方法 ,研究了此种缓蚀剂的缓蚀效果及对锌电极性能的影响 ,并对其作用机理进行简单探讨。实验结果表明 ,在锌合金粉中添加此种缓蚀剂 ,大大地降低了析氢量 ,抑制了锌枝晶的生长 ,对电极放电性能影响不大 ,且主要是通过吸附在锌电极表面发挥作用     

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。     

锌粉在碱性介质中的析氢行为

通过析氢量测试研究了三种不同来源的锌粉在碱性锌电池电解质（ＫＯＨ溶液）中的动态析氢行为以及电解质浓度和两种有机抑制剂及一种无机抑制剂对析氢行为的影响,对锌粉在碱性介质中的析氢动力学进行了讨论。针对析氢反应的特性,选择的无机析氢抑制剂包含的主要成分为能与锌作用后形成高氢过电位合金薄层的无机化合物和助溶剂,因而可以减缓锌电极上析氢反应的阴极过程或提高阴极反应的位垒;而有机析氢抑制剂的主要成分为能在锌表面形成极薄吸附保护层的表面活性剂,它能有效地抑制锌电极上析氢反应的阳极过程或提高阳极反应的位垒。实验结果表明：所用析氢抑制剂的抑制效率可以达到大约１３％。同时还提出了筛选应用于干电池中的析氢抑制剂的基本思想。     

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.     

化学镀铟锌电极在KOH溶液中的析氢行为

采用析氢实验、线性电位扫描和交流阻抗法,研究了Zn电极、In电极和化学镀铟锌电极在碱性溶液中的析氢行为.结果表明:镀铟锌电极能提高锌表面的析氢过电位,有效抑制锌的析氢反应和锌在碱性溶液中的自腐蚀.锌表面的铟层越厚,这种抑制作用越强;但铟对锌在碱性溶液中的阳极行为影响不大.     

表面活性剂对锌电极电化学性能的影响

研究了碱性介质中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对锌电极钝化行为的影响,组装成锌-空气电池进行了测试。结果表明,在电解液中添加0.4%(质量百分数)的SDBS后,锌电极放电容量显著提高,活性物质利用率达到56.4%,与空白电解液的锌-空气电池相比有显著提高。析氢实验表明,SDBS通过覆盖效应对锌电极起到了一定的缓蚀作用。通过极化曲线测试和扫描电子显微镜(SEM)分析发现,由于SDBS在电极表面的吸附作用,使锌电极表面的放电产物变得更为细小,保持了天然的多孔结构不被破坏,延迟了钝化的产生。     

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     

含氟表面活性剂在碱性锌电极中的应用

测量了锌电极在含有不同浓度含氟表面活性剂的碱液中的析气速率和锌电极的极化曲线。实验表明 :表面活性剂FSA ,FC 10 0 ,FSP ,FC 99及FC 43 0 ,FC 170C是有效的缓蚀剂 ,它们对锌电极的阳极行为没有明显的抑制作用 ,这些表面活性剂还能提高锌酸根的沉积过电位 ,使锌电极的钝化电位正移。含氟表面活性剂有希望成为碱性锌电极的代汞缓蚀剂。     

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。     

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。     

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.     

锌电极电化学行为研究(Ⅴ)——有机缓蚀剂对碱液中无汞锌膏电极充放电的影响

利用电化学阻抗技术及循环伏安法,对碱性电液中无汞锌膏电极的电化学行为进行了研究,并讨论了一些有机缓蚀剂对静置、充电和放电状态下的无汞锌膏电极的阻抗行为及循环伏安行为的影响及缓蚀机理。     

有机复配缓蚀剂ZD的代汞效果

本文采用浸泡实验和电化学方法研究了一种有机复配缓蚀剂ZD对锌在碱性电解液中的缓蚀作用。结果表明,ZD是阴极型缓蚀剂,对锌具有很好的缓蚀效果。用加有ZD电解液组装的LR6型无汞碱性锌锰电池,性能良好。     

锌电极电化学行为研究(Ⅰ)——添加剂对碱液中汞齐化锌膏电极的影响

利用电化学阻抗技术,对碱性电液中汞齐化锌膏电权在有、无添加剂两种情况下充放电过程中的阻抗行为进行了研究,得出了相应的锌膏中有机、无机添加剂的作用机理.     

MnO_2/乙炔黑的超声化学制备与性能

分别采用超声化学法和化学混合法制备了MnO2/乙炔黑复合电极材料.XRD结果显示:超声化学法制备的粉体呈α-MnO2结构,化学混合法制备的粉体为无定形结构.SEM和电化学实验结果表明:超声辐射可促使MnO2与导电剂颗粒均匀分散,并能改善电极材料的电化学动力学可逆性,当乙炔黑含量为15%时,可使复合电极的电化学比电容提高两倍.     

铅酸电池正极有机添加剂

利用放电曲线和循环伏安方法研究了有机添加剂BD对铅酸电池容量及正、负极电化学性能的影响.实验结果表明BD可显著提高电池容量,并有利于电池正极性能的提高,但对负极有不良影响.在实际电池中这种影响可以不予考虑.     

KOH溶液中添加剂影响锌电化学性能的研究

采用电化学方法、扫描电镜以及组装实体电池放电测试等方法研究了硝酸铋[Bi (NO3)3]、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及由两者组成的复合添加剂对锌在3 mol/L KOH溶液中的电化学性能的影响,结果表明:所研究的添加剂均具有一定的缓蚀作用,但与单一添加剂相比,复合添加剂的缓蚀效率更高,这归因于复合添加剂之间的协同作用...     

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.