0　引　言将催化性金属 / 金属氧化物直接涂覆或镀制在离子膜(基膜)上制成离子膜电极是国内外电极研究的热点[ 1-4], 它是电化学与膜技术学科交叉发展形成的新领域。 美国 Du Pont公司生产的全氟磺酸阳离子膜(商标:Nafion)是被广泛使用的基膜[ 5] 。目前镀制复合膜电极的方法主要有 3种:热压法、电化学沉积和化学镀。 化学镀的优点是可以通过控制工艺、搅拌方式等条件,在离子膜上沉积上致密、均匀、附着力强的催化层。PbO 2 因具有高析氧电位、稳定性好、耐腐蚀、价格低廉, 被广泛地应用在电化学合成无机[ 6-7]和有机化合物[ 8]、电化学降解有机污染物[ 9-10] 等方面, 是性能优良的阳极材料。 PbO2 主要有 α、β 两种晶型 。 β PbO 2 与 αPbO 2 的标准生成自由能(△G0 )分别为 - 218. 99 kJ / mol和 - 217. 32kJ / mol, 因 而 β PbO 2 比αPbO 2 有更好的热力学稳定性。 但 αPbO 2 放电量只有相同数量β PbO 2 的 1 /3 ~ 2 /3 [ 11] , β PbO 2 的导电性、催化活性也要好于αPbO 2 。 因此将 β PbO 2 沉积在离子膜一侧制备 βPbO 2 离子膜电极更具有广阔的应用前景。前期研究表明, 将活化好的 N afion324膜浸渍在 Pb(NO 3 ) 2和 NH 4 Ac交换液中, 在强碱性条件下, 以 C l2 为氧化剂, 在超声波的搅拌下可在离子膜上沉积上 β PbO 2 。 重复 8~ 10次上述过程, 可制得颗粒细、β PbO 2 含量高、稳定性和耐腐蚀性好的离子膜电极 [ 12] , 但从电镜扫描(SEM )图看, 沉积的 β PbO 2 颗粒还不够均匀, 而均匀的沉积层有利于提高催化层的性能[ 13]。 电化学沉积的文献研究表明, 在电沉积液中加入一些离子后, 沉积的β PbO 2 更加均匀、致密[ 14-16], 电极的催化活性和电极稳定性都有大的提高。 为此, 本文拟在化学镀液中加入添加物 F - 和 Fe 2+ ,考察这两种离子对沉积层形貌的影响和电极组成的分布状况,并对其影响机理进行了探讨。1　试验过程1. 1　基膜试验采用的是 Nafion324, 它具有全氟磺酸阳离子交换树脂与聚四氟乙烯(PTFE)纤维织物形成的 Sandwich结构(见图 1),既有一般 Nafion膜的性能, 纤维织物还可降低膜的溶胀率, 保证万亚珍等　添加物对 βPbO 2 离子膜电极表面形貌的影响DOI牶牨牥牣牨牰牬抵牥牤j牣cnki牣issn牣牨牥牥牨牠牫牰牰牥牣牪牥牥牰牣牥牬牣牥牨牨 35 　膜在镀制、使用过程中不易变形、更稳定。 Nafion的化学结构如图 2所示。1. 2　化学试剂试验用化学试剂及其用途见表 1(均为分析纯)。表 1　试验试剂及其用途原料名称 生产厂家 用途NaOH 开封(开化集团)有限公司试剂厂 调节 pHPb(NO 3 ) 2金山化工厂沉积 βPbO 2 镀层NH 4 A c天津市凯通化学试剂有限公司 络合剂KM nO 4天津市华东试剂厂发生 C l 2HCl 中国派尼化学试剂厂 发生 C l 2NaF 上海试剂三厂 添加物FeC l 2天津市科密欧化学试剂开发中心 添加物1. 3　试验过程将活化好的膜一侧面向上固定在反应器上(自制, 材料为耐腐蚀的聚四氟乙烯), 将 Pb(NO 3 ) 2 和 NH 4 Ac络合溶液倾入反应器, 铅离子交换进入离子膜中;倾出浸渍液, 用二次去离子水冲洗数次, 洗去外表面的铅络离子;将 50ml 0. 5mol /L的 NaOH溶液加入到反应器中, 加入添加物, 通 Cl 2 氧化沉积 β PbO 2[ 12]。 重复上面的过程数次, 即可制得 β PbO 2 离子膜电极材料。 沉积过程中采用超声波外搅拌, 搅拌强度为 400W。 添加物有两种, 其中 F -浓度为 0. 012 mol/L, Fe 2 + 浓度为 0. 001mol /L。