第10举第5期 2010年10月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
锌电积过程中聚苯胺/碳化钨阳极的结构变化及失效行为
黄惠，郭忠诚，具康，陈步明(昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093)
Vol.10 No.5 Oct.2010
摘要：研究了锌电积过程中聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)阳极的结构变化和失效行为，采用加速电解寿命测试和仪器分析考察了PANI/WC阳极在锌电积过程中表面形貌和结构的变化.结果表明，整个电解过程中槽电压从3.71V降到3.57 V后急剧升高到10V，即经历活化、稳定、迅速升高阶段.随锌电积进行，阳极表面出现脱落、开裂，迅速进入失效阶段，而微观结构无明显变化.PANI/WC阳极失效主要是由包覆WC的PANI大量刹蚀而使WC棵露和阳极开裂导致的，
关键词：聚苯胺/碳化钨阳极；锌电积；结构变化：失效行为
中图分类号：TG154.5 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)05-102005
(SEM)、X光能量色散谱(EDS)、傅立叶红外光谱(FT-IR) 拉曼光谱(Raman)等分析手段对阳极的失活行为进行了
相对于火法炼锌工艺，湿法炼锌由于具有生产能力大、效率高、操作条件好、环境污染低且能综合回收有价金属等优点，已被世界各国广泛采用当前湿法炼锌工艺生产的电积锌已占全球锌锭总产量的80%以上[12] 但实践表明，电积锌工序的能耗约占湿法炼锌总能耗的 80%[3.4)，主要原因是高酸度H2SO4电解液体系中只能采用Pb基合金阳极，其析氧过电位达1V，由此增加无用电耗近1000kW-h/t，约占Zn电积总能耗(3200kW-h/t) 的30%15，另外，Pb基合金阳极密度大、强度低、易弯曲蝎变，造成短路，降低电流效率，增加能耗；Pb基合金阳极的PbO钝化膜疏松多孔，易脱落形成阳极泥，并污染阴极Zn，降低产品质量
为有效降低Zn电积能耗并提高阴极Zn的质量，从电极导电性能、耐腐蚀性能、电化学活性、机械强度与加工性能等方面，针对各种电极材料和电积工艺，特别是Pb基合金阳极16-8]、Ti基电催化涂层阳极(9.10]、H2 扩散阳极[11,12]和SO2扩散阳极[13,14]等进行了一系列研究但用有机高分子材料聚苯胺作为电积锌的阳极材料未见报道.在聚苯胺(Polyanilinel，PANI)/碳化钨(Tungsten Carbide，WC)复合材料的制备方面已做了些工作，探讨了PANI/WC复合电极的制备工艺(15)，而针对其在硫酸溶液中作为阳极使用时结构变化及失效行为的研究至今鲜见报道，
为进步了解锌电积过程中PANI/WC阳极的结构变化，本研究对PANI/WC阳极在硫酸体系中电积锌时阳极结构随电解时间的变化进行研究，通过扫描电镜
收稿日期：20100727，修回日期：2010-1008
基金项目：国家自热科学基金资助项日(编号：50974065)
分析和探讨. 2实验 2.1材料与试剂
碳化钨(WC)由长沙市维优金属材料有限公司提供，纯度不小于99.7%，平均粒径为1μm左右
苯胺由中国医药集团上海化学试剂公司提供，经二次减压蒸馏提纯，密封，置于黑暗处保存备用，
实验所用试剂硫酸(H2SO)、过硫酸铵[(NH4)2S:Os]
氯化领(BaCl2)和硫酸锌(ZnSO)均为分析纯 2.2实验装置与分析仪器
电解实验所用电解装置如图1所示，电解槽为1000 mL烧杯(阳极为实验室所制PANI/WC电极，阴极为纯铝板，二者面积比为1:2，电极间距为3cm).DDZ-20A
1.Anode 2.Cathod
Electreysis col
卤
6.Heatexchangot
图1电解实验装置示意图
Fig.1 Schematic diagram of electrolytic experiment
作害简介：黄惠(1978-)，女，云南省宜威市人，博士，讲师，主要研究方向为新型阳极材料，E-mail:huibuanghan@163.com 万方数据