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A1基Pb-PAN复合镀层的电沉积制备和性能研究

张冬  
【摘要】:我国金属锌资源丰富,而电积锌是锌湿法冶金提取过程的最后一道精炼工序。目前,锌电积生产过程中普遍使用的是Pb-Ag合金阳极,但存在电流效率低、槽电压高、阴极锌产品质量不高等不足。基于以上问题,本论文以铝为基体,在氟硼酸-聚苯胺(PAN)镀液体系中,用电沉积方法制备出了一种新型的Pb-PAN复合镀层。 本论文的研究内容来源于云南省科技创新强省计划项目:有色冶金工业新型节能阳极材料制备的关键技术研究及产业。本论文研究工作主要分为以下三个部分: 一、Pb-PAN复合镀层的制备和电化学性能研究。 1、工艺参数的确定。通过条件实验考察了电镀工艺条件,如PAN浓度,电流密度,电沉积温度等,对Pb-PAN复合镀层电化学性能的影响,获得了最佳的制备工艺条件及析氧动力学参数。 2、采用电化学测试,比较了Pb-PAN复合镀层、纯铅镀层和铅银合金的电催化性能,Pb-PAN复合镀层的电催化性能明显优于纯铅镀层和铅银合金。测试了三种电极材料在酸性及中性腐蚀介质中的耐腐蚀性能,中性介质中Pb-PAN复合镀层的耐腐蚀性能略好于纯铅电极,酸性介质中其耐腐蚀性明显优于纯铅镀层。 二、Pb-PAN复合镀层的结构、形貌和物相分析。 1、红外光谱分析表明,在Pb-PAN复合镀层中检测出了聚苯胺的特征峰。与无机酸掺杂态PAN的特征峰相比,在复合镀层中PAN的某些峰发生了位移,可能PAN的某些基团与重金属离子发生了作用。 2、X射线衍射仪分析表明,Pb-PAN复合镀层中以铅的衍射峰为主,未发现PAN的衍射峰,可能因其含量低,衍射峰被铅的衍射峰所覆盖,或聚苯胺为非晶态所致。 3、扫描电镜分析表明,PAN呈絮状,一部分PAN被嵌入到基质金属Pb晶体的颗粒内部,也有一部分被嵌入到了晶界之间,但PAN却出现了明显的团聚。能谱检测证实,任何一点的能谱都含有碳,但氮在有的位置含量高,有的位置含量低,PAN在镀层表面分布不均匀。 三、Pb-PAN复合镀层在电积锌中的应用探索。 测试了Pb-PAN复合镀层在电积锌应用中的槽电压、电流效率、加速腐蚀寿命等指标,其性能均优于纯铅镀层,但其使用寿命有待进一步提高。


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