的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a-Pb02的方法，屬于電化學(xué)、材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化鉛(Pb02)是極少數(shù)與金屬導(dǎo)電性相當(dāng)?shù)慕饘傺趸镏唬潆娮杪蕛H為4X10 5?5X10 5 Ω.αιι，而且還具有電催化活性與析氧過電位高、抗氧化與耐蝕性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。Pb02的制備方法有多種，大體可分為化學(xué)法和電化學(xué)法兩類，采用電化學(xué)法比化學(xué)法制備的Pb02具有更高的電化學(xué)活性。因此，現(xiàn)在的PbO 2陽極大部分都是采用電化學(xué)方法制備。其中，Pb02主要有a、β兩種晶型，一般認(rèn)為，在堿性溶液中電沉積的主要是斜方晶型(Orthorhombic)的a-Pb02，在酸性溶液中電沉積的主要是金紅石型(Tetragonal)的0-PbO2。0-PbO2K a-PbO2具有更高的耐蝕性、導(dǎo)電性、電化學(xué)活性，但P_Pb02沉積層的內(nèi)應(yīng)力大，與基體結(jié)合力弱。而a -Pb02結(jié)構(gòu)比β -PbO2更致密，因此a _Pb02沉積層與基體結(jié)合較β-ΡΚ)2沉積層牢固。研究α晶型PbO 2沉積層的制備過程具有重要的意義。目前關(guān)于旋轉(zhuǎn)圓盤電極上合成α晶型Pb02的方法還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a-PbOj^方法。本方法能獲得結(jié)構(gòu)致密、表面平整、高顯微硬度的圓片狀α晶型PbO 2，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0004]—種旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a-Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為l~2cm2的鉑片，置于a -PbO 2鍍液中，在合成溫度為30~40°C、極化電流為10~15mA/cm2條件下恒電流極化，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02WPt圓盤盤面剝離后吹干制備得到圓形片狀a_Pb02。
[0005]所述Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為300~400rpm。
[0006]所述a -Pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為20~40:1，NaOH溶液的濃度為3~4mol/L。
[0007]上述過程恒電流極化4h后可獲得結(jié)構(gòu)致密的圓片狀α晶型Pb02，其厚度為150~180 μ m ;恒電流極化8h后可獲得結(jié)構(gòu)致密的圓片狀α晶型Pb02，厚度可達(dá)280-320 μ m，顯微硬度達(dá)到 385~395Hv。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明制備的α晶型Pb02材料，為圓片型狀結(jié)構(gòu)致密，顯微硬度比一般方法制備的α晶型Pb02顯微硬度提高40~60Hv。
[0009]2、本發(fā)明制備的α晶型Pb02材料，重現(xiàn)性好，穩(wěn)定性高，可用于a -PbO^lj備溶液的優(yōu)化研究。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例6制備得到的a -Pb02放大10000倍時(shí)的掃描電子顯微鏡照片； 圖3是實(shí)施例6對比試驗(yàn)制備得到的a -Pb02放大10000倍時(shí)的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0012]實(shí)施例1
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為400rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為2cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為30:l，Na0H溶液的濃度為3mol/L)，在合成溫度為40°C、極化電流為15mA/cm2條件下恒電流極化4h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02W Pt圓盤盤面剝尚后吹干制備得到圓形片狀a-PbO 2。
[0013]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度154 μ m，顯微硬度為388HV。
[0014]實(shí)施例2
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為400rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為1cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為20:l，Na0H溶液的濃度為3mol/L)，在合成溫度為30°C、極化電流為lOmA/cm2條件下恒電流極化4h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02W Pt圓盤盤面剝尚后吹干制備得到圓形片狀a-PbO 2。
[0015]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度175 μ m，顯微硬度為386HV。
[0016]實(shí)施例3
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為400rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為1cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為40:l，Na0H溶液的濃度為4mol/L)，在合成溫度為40°C、極化電流為15mA/cm2條件下恒電流極化8h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02W Pt圓盤盤面剝尚后吹干制備得到圓形片狀a-PbO 2。
[0017]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度289 μ m，顯微硬度為392Hv。
[0018]實(shí)施例4
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為350rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為1.5cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -Pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為35:1，NaOH溶液的濃度為3.5mol/L)，在合成溫度為35°C、極化電流為12mA/cm2條件下恒電流極化8h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02WPt圓盤盤面剝離后吹干制備得到圓形片狀a_Pb02。
[0019]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度281 μ m，顯微硬度為393HV。
[0020]實(shí)施例5
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為300rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為2cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為26:l，Na0H溶液的濃度為4mol/L)，在合成溫度為38°C、極化電流為14mA/cm2條件下恒電流極化8h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02W Pt圓盤盤面剝尚后吹干制備得到圓形片狀a-PbO 2。
[0021]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度318 μ m，顯微硬度為387HV。
[0022]實(shí)施例6
如圖1所示，該旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極(Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為380rpm)，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為1.5cm2的鉑片，置于a _Pb02鍍液中(a -Pb02鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為20:1，NaOH溶液的濃度為3mol/L)，在合成溫度為40°C、極化電流為10mA/cm2條件下恒電流極化8h，即能在Pt圓盤表面沉積a-Pb02，將a-Pb02WPt圓盤盤面剝離后吹干制備得到圓形片狀a_Pb02。
[0023]本實(shí)施例制備得到的圓形片狀a _Pb02呈黑色，有金屬光澤，組織結(jié)構(gòu)致密，為圓片狀，厚度309 μ m，顯微硬度為395HV。圖2為本實(shí)施例制備的a -Pb02放大10000倍時(shí)的掃描電子顯微鏡照片。
[0024]對比試驗(yàn)
采用傳統(tǒng)方法合成a-PbOji用兩電極體系:陽極為表面積為lcm2鉑片，陰極為表面積為2cm2的鉑片，置于a -PbO 2鍍液中(a -PbO 2鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為20:1，NaOH溶液的濃度為3mol/L)，在合成溫度為40°C、極化電流為lOmA/cm2條件下恒電流極化8h，即能在陽極鉑片表面沉積a_Pb02，將a-PbO#鉑片表面剝離后吹干制備得到片狀a -Pb02。
[0025]對比試驗(yàn)制備得到的片狀a -Pb02厚度332 μ m，顯微硬度為339Hv ；圖3為對比試驗(yàn)制備得到的片狀a -Pb02放大10000倍時(shí)的掃描電子顯微鏡照片。
[0026]圖2和圖3相比，本發(fā)明制備得到的a _Pb02相較對比試驗(yàn)制備得到的a -PbO 2，顯微硬度提高了 56Hv。晶粒短而粗，孔隙明顯減少。
[0027]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a _Pb02的方法，其特征在于:采用三電極體系:工作電極為Pt圓盤電極，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為l~2cm2的鉑片，置于a -Pb02鍍液中，在合成溫度為30~40°C、極化電流為10~15mA/cm2條件下恒電流極化，即能在Pt圓盤表面沉積a -Pb02，將a -PbOjAPt圓盤盤面剝離后吹干制備得到圓形片狀a -Pb02o2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成α41302的方法，其特征在于:所述Pt圓盤表面積為0.196cm2, Pt圓盤轉(zhuǎn)速為300~400rpm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成a_Pb02的方法，其特征在于:所述α 41302鍍液由PbO加入到NaOH溶液中，其中NaOH與PbO溶解后的HPbO的摩爾比為20-40:1，NaOH 溶液的濃度為 3~4mol/L。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)圓盤電極上電化學(xué)合成α-PbO2的方法，屬于電化學(xué)、材料制備技術(shù)領(lǐng)域。采用三電極體系：工作電極為Pt圓盤電極，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為表面積為1~2cm2的鉑片，置于α-PbO2鍍液中，在合成溫度為30~40℃、極化電流為10~15mA/cm2條件下恒電流極化，即能在Pt圓盤表面沉積α-PbO2，將α-PbO2從Pt圓盤盤面剝離后吹干制備得到圓形片狀α-PbO2。本方法能獲得結(jié)構(gòu)致密、表面平整、高顯微硬度的圓片狀α晶型PbO2。
【IPC分類】C25D9/08
【公開號】CN105401191
【申請?zhí)枴緾N201510741711
【發(fā)明人】徐瑞東, 何世偉, 王軍麗, 韓莎, 王炯
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月5日