34添加物对 !PbO (郑州大学化工学院,河南郑州 450002) 两种添加物后,!PbO 能减缓沉积过程中Pb 的释放速率,使得!PbO 镀层颗粒细小、均匀、致密;加入Fe 效果更好,因为超声波搅拌,Pb和Fe 的分布都比较均匀,是理想的镀层沉积形式。 [关键词] 离子膜电极;!PbO ;添加物;形貌[中图分类号]T153. [文献标识码]A[文章编号]1001 -3660(2006)04 -0034 -03 Influence SurfaceStructure Ion-membraneElectrode WAN Ya-zhen,LIU Jin-dun,ZHANG Yong-zhan (Chemica Engineering Coege,Zhengzhou University,Zhengzhou 450002,China) [Abstract] eectroesspating soution,the surface structure ectrodewoud remarkabyimproved. investigatedwhen experimentaresuts show cansow down reeaserate depositionprocess catayticcoating compact,uniform,adhesion tight. hasbetter effect than side.Because utrasonicstirring,Pb Fedistributions ideaform ionmembraneeectrode. [Key words] Ionmembrane eectrode;! PbO ;Additive;Surfacestructure [收稿日期]2006 -03 -03 [基金项目]河南省杰出人才创新基金项目(521001400) [作者简介]万亚珍(1963 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 ,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 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 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 、电化学降解有机污染物 [910] 等方面,是性能优良的阳极材料。PbO 218.99 kJ 217.32kJ mo,因而!PbO 放电量只有相同数量!PbO [11],!PbO 的导电性、催化活性也要好于"PbO 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 Nafion324 膜浸渍在 Pb(NO Ac交换液中,在强碱性条件下,以 为氧化剂,在超声波的搅拌下可在离子膜上沉积上!PbO 10次上述过 程,可制得颗粒细、!PbO 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 !PbO 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 !PbO 更加均匀、致密[1416] ,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 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。 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 离子膜电极表面形貌的影响EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE 35 膜在镀制、使用过程中不易变形、更稳定。Nafion 的化学结构如 Nafion324膜结构 Nafion的化学结构 对其形貌电镜扫描的结果见图3。从图3 可以看出,该膜 的外表面凹凸不平,离子膜充分溶胀时,会有大的交换容量,膜 表面不用粗化即可化学镀上!PbO Nafion324膜的SEM 化学试剂试验用化学试剂及其用途见表1(均为分析纯)。 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pH Pb(NO 金山化工厂沉积!PbO 镀层NH 天津市凯通化学试剂有限公司络合剂 KMnO 天津市华东试剂厂发生CI HCI中国派尼化学试剂厂 发生CI NaF上海试剂三厂 添加物 FeCI 天津市科密欧化学试剂开发中心