二氧化铅

二氧化铅、硫酸铅、铅离子、铅单质所组成的元素电势图如下，若已知硫酸

铅的溶度积Ksp=1.82×10-8，计算元素电势图中θθ??4

3 的值。 已知铅的元素电势图如下，计算硫酸铅的溶度积Ksp 和元素电势图中θ?3的值。

解：任意电极的标准电极电势是标准氢电极作负极发生氧化反应，任意电极作正极发生还原反应时的电池电动势，即：

θθθθθθ?????任意任意=-=-=+-+2

H /H E 第一步： 1.455V O H 2Pb e 2H 4PbO 1222=+=+++-+θ?…①

1/K PbS

O S O Pb sp 4242=+-+…⑤ ①+⑤=③： O H 2PbS

O e 2S O H 4PbO 324242？=+=+++--+θ?…③ 即： G G G 351?=?+?

F 2K /1RTln F 23sp 1θθ??-=--

V 684.11082.1lg 2

0592.01.455lnK F 2RT 8sp 13=?-=-=-θθ?? 由于该式中Ksp 的对数为负值，导致第二项为正值，即有 13θθ??>。针对反

应③，由于还原态金属离子形成了难溶盐，导致还原态金属离子浓度下降，氧化性增强。

第二步： 0.126V Pb e 2Pb 22-==+-+θ?…②

K

S O Pb PbS O sp 2424-++=…⑥ ②+⑥=④： S O Pb e 2PbS O 2

44--+=+…④

即： G G G 462?=?+?

F 2RTlnK F 24sp 2θθ??-=--

V 355.01082.1lg 2

0592.0126.0lnK F 2RT 8sp 24-=?+-=+=-θθ?? 由于该式中Ksp 的对数为负值，导致第二项为负值，即有 24θθ??<。针对反

应④，由于氧化态金属离子形成了难溶盐，导致氧化态金属离子浓度下降，还原

性增强。

二氧化铅电极演示教学

二氧化铅电极的改性 随着工业和科学技术的不断发展，传统的阳极材料越来越表现出其局限性。例如，铂金费用太高；石墨在氯碱工业和析氧体系中的耐蚀性不理想，强度较小：铅合金阳极有耐腐蚀性能差，电催化性能低，电力消耗大等缺点。从节能、降耗、无污染等对于所谓“绿色材料”的要求出发，人们希望寻找到长寿命、电化学催化性能高、无二次污染的新型阳极。 在析氧环境下，人们研制开发了二氧化铅电极，PbO 2 ：是缺氧含过量铅的非 化学计量化合物，有多种晶型，用阳极电沉积法镀制的β-PbO 2 ：具有抗氧化、 耐腐蚀(在强酸H 2S0 4 或HN0 3 中有较高的稳定性)、氧超电位高、导电性良好、结 合力强、在水溶液里电解时氧化能力强、可通过大电流等特点，很具发展前景。 目前已广泛应用于电镀、冶炼、废水处理、阴极防腐等领域，是许多其它电极材料(如DSA，铅、钛镀铂)所无法取代的。 二氧化铅电极具有电阻率低、化学性质稳定、耐蚀性好、导电性好、可通过大电流等特性，广泛应用于各类有机物、无机物的电解制备及污水处理和高纯水制备工艺过程中，应用领域十分广泛。Pb0 2 具有导电性能优越、充放电可逆性好以及价格低廉等优点，广泛用作铅酸电池正极，目前铅酸蓄电池正极活性物质二氧化铅的利用率还不高，一般不超过50％，大电流放电时则更低。所以，提高正极活性物质二氧化铅利用率对于提高电池比能量具有实际意义。 十九世纪，就已经有人把二氧化铅作为阳极材料来研究，但直到发现了二氧化铅能方便地在硝酸铅溶液里通过阳极电沉积而制得后才得以被运用，1934年， Pb0 2 电极曾作为铂电极的代用电极在过氯酸盐生产中使用过，当时二氧化铅的制造方法是，将内径25cm，长度120cm的铁筒内侧作为阳极，电镀液为230g／L 硝酸铅溶液，阳极电流密度7A／dm2，800C，电沉积2天．得厚度1cm的二氧化铅。二氧化铅从铁基体剥离后，经机械加工成宽5cm，长35cm，厚1cm的长方形。将5—10块二氧化铅板状电极连结起来用在过氯酸盐生产中。 这种无基体的二氧化铅板状电极存在许多问题，虽然坚硬致密，但电积畸变大，具有陶瓷制品特有的脆性，容易损坏：并且机械加工困难，成品率低，成本 较高。于是把β-Pb0 2 电镀到某些材料上制成带有基体的二氧化铅电极便应运而生，能作为二氧化铅电极基体的材料可以是不导电的塑料，陶瓷等；也可以是导电的石墨，金属等。 由于金属有其他材料不可比拟的机械性能使得它在二氧化铅电极基体的选择上最引人注目，但不是所有金属都适宜作为二氧化铅电极基体的，能做为二氧化铅电极基体的必须是具有单向载流性质的阀形金属，如Ti、Ta、Nb、Zr等。在上述金属中，Ta的耐腐蚀性最佳、电阻率低，从性能上看是用作基体的最佳材料。然而，由于Ta与氧具有高的亲合能，在阳极的制各中，工艺要求复杂(一般需在缺氧的环境中)，而且Ta金属价格昂贵，因此，在实际生产中并不常用。而Ti价格便宜，密度小，强度大，热膨胀率与二氧化铅的热膨胀率接近，因此一般选择Ti作为二氧化铅电极的基体。钛基一般采用网状结构，这是因为Ti 网坚韧，与电沉积层结合牢固，以Ti网为基体的二氧化铅电极可以降低电解液流动阻力，提高电流效率，尤其在高电流密度下可以有效防止电极过热，能在100mA／dm2下使用，并且其质量仅为旧式电极的1／10左右。 Ti基二氧化铅电极有化学镀，热分解(涂层热解法)和电沉积三种制各方法。相比之下，通过电沉积的方法制得的电极性能比较好，中子散射和x射线衍射 (XRD)研究显示，电化学方式制各的Pb0 2电极由于比用化学方法得到的Pb0 2 具有

钛阳极详解

钛阳极详解 什么是钛阳极？钛阳极全称叫钛基金属氧化物涂层钛阳极（MMO）。也叫KSA阳极。（尺寸形状稳定型阳极）。它以钛为基板，在钛基板上刷涂贵金属涂层，使其具有良好的电催化活性及导电性。 钛阳极分类：按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，析出氯气的称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极和白金钛网/板。 析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离子含量高：一般在盐酸环境及电解海水，电解食盐水环境。对应我公司产品为钌铱钛阳极，钌铱锡钛阳极。 析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液一般为硫酸环境。对应我公司产品为铱钽阳极，铱钽锡阳极，高铱阳极。 镀铂阳极（白金钛网/白金钛板）：钛为基材。表面镀上贵金属铂，镀层厚度一般为1-5um（微米）。白金钛网网孔规格一般为12.7*4.5mm或6*3.5mm. 阳极的选择:如果客户不清楚应该用什么阳极,我们就需要客户提供阳极工作的环境及介质: 1. 每平方米的电流密度.(单个阳极所承载的电流强度除以电极表面积) 2. 温度. 3. PH值. 4. 溶液的成分构成及比例. 5. 生产的产品或用途等. 钛阳极上金属氧化物涂层的作用是什么? 通过覆盖不同的涂层,增强导电性能及电催化活性,促进电解反应过程及延长阳极在不同使用环境下的使用寿命,达到预期的使用效果. 钛阳极上金属氧化物涂层的厚度问题: 起电化催化反应的主要是涂层中的贵金属,只有贵金属含量达到使用要求才能保证阳极产品的正常工作.厚度只是一个表象,主要由刷涂的遍数和溶剂的浓度决定,和贵金属含量含量的多少没有直接联系,过厚的涂层反倒更容易脱落. 什么叫阳极钝化 什么是金属的钝化现象?把铁丝浸在稀硝酸中时,铁丝很快就会溶解,但吧铁丝放在浓硝酸中时铁丝的溶解现象几乎完全停止了.这时如果把铁丝重放回稀硝酸中,铁丝已不再溶解,用肉眼甚至用显微镜观察也看不出铁丝表面有什么变化,人们认为铁丝这时处于钝化状态. 阳极在电角运转过程中,工作寿命有一定的期限.当电压升的很高,实际上没有电流通过时,阳极便失去作用,这种现象称为阳极钝化.

不同涂层的二氧化铅电极催化性能的比较_刘淼

不同涂层的二氧化铅电极催化性能的比较 刘　淼1,王　丽1,吴　迪1,糜　仁1,全福民1,钱　进 2 1.吉林大学环境与资源学院,长春　130012 2.长春市经济技术开发区环境监察大队,长春　130033 摘要:研究了热分解法和电沉积法制备二氧化铅电极的工艺,通过对苯酚的电解和生成羟基自由基的量,比较了两种方法制得的电极的催化性能,并比较了采用电沉积法制备电极时掺杂铋或镧对电极的催化性能的影响。实验结果表明,这4种电极都具有良好的电催化性能,并且明显降低了槽电压,且对苯酚的降解均符合一级反应动力学,电沉积法制得的电极的催化性能优于热分解法制得的电极,掺镧的电极优于无掺杂和掺铋的电极。 关键词:二氧化铅电极;羟基自由基;热分解法;电沉积法中图分类号:X 703 文献标识码:A 收稿日期:2006-09-22 基金项目:吉林省环保局基金项目(吉环科字第2006-11号) 作者简介:刘淼(1963-),男,吉林长春人,教授,博士生导师,主要从事环境监测、废水处理研究,E-mail :liumiao 1525 @yahoo .co m 。 Comparation of Electro -Catalytic Characteristics of the Lead Dioxide Electrode with Different Coats LIU Miao 1 ,W AN G Li 1 ,W U Di 1 ,M I Ren 1 ,QU AN Fu-min 1 ,QI AN Jin 2 1.College of Environment and Res ources ,Jilin University ,Chan gchun 130012,Ch ina 2.Environmental Su rveillance Group ,Economic &Technological Development Ozone ,Ch angchun 130033,Ch ina Abstract :lead dioxide electrodes on Ti substra tes w ere produced by therm al-depo sitio n and electro-depositio n.Electro-ca taly tic characteristics of the electrodes prepared by tw o methods abov e and the electrodes ming led w ith Bi or La prepared by electro -depo sitio n w ere investiga ted th ro ugh its deg rada tion ex periments o f pheno lic wa stew ater and the amo unt o f hydrox yl radical.The ex perimental results sho w sd that the fo ur electrodes all hav e g ood electro-cataly tic cha racteristics,can reduce the v oltag e ,a nd the electrochemical deg rada tion o f phenol fo llow s the o ne -step reactio n dy namics .Electro -cataly tic characteristics o f the electrodes prepared by electro -deposition w ere better than the electrodes prepared by thermal-deposition,and the electrode ming led with La w as better than the electrode ming led no thing and with B i. Key words :lead dioxide electrode ;hydrox yl radical ;thermal -depositio n ;electro -depo sition 0　前　言 芳香族化合物是工业废水中普遍存在的一种污染物,由于其生物毒性而使传统的生物处理技术面临着极大的挑战。近年来,采用高级氧化技术(AO Ps )处理水中难降解有机物已成为研究的热 点[1,2]。电化学氧化作为AO Ps 中的一种,可说是一种“环境友好”的技术,从而受到极大的关注,呈现出良好的应用前景[2,3]。近20年发展起来的钛基PbO 2电极研究表明,其具有良好的导电性和稳定的化学惰性,且对强酸有较高的稳定性,而且对有机物尤其是芳香族化合物有很强的氧化能力。若在涂层中掺 第36卷　增刊吉林大学学报(地球科学版)V o l.36　Sup. 2006年11月J o urnal o f J ilin U niv e rsity (Ear th Science Edition) Nov.2006 　 DOI:10.13278/https://www.wendangku.net/doc/7010035121.html, k i .jj u ese.2006.s1.029

铅的性质

一、铅的性质 铅是最软的重金属，呈灰白色。熔点低（327.4℃）、密度大（11.68克/厘米3）、展性好、延性差。对电和热的传导性能不好。高温下易挥发。 铅在空气中表面能生成氧化铅膜，在潮湿和含有二氧化碳的空气中，表面生成碱式碳酸铅膜，这两种化合物，均能阻止铅的继续氧化。铅是两性金属，既能生成铅酸盐，又能与盐酸、硫酸作用生成 PbCl2和PbSO4的表面膜。因其膜几乎不再溶解，而能起到阻止继续被腐蚀的钝化作用。铅还具有吸收放射线的性能。 自然界中含铅的矿物，主要有方铅矿和白铅矿。以方铅矿分布最广，开采最多。目前，铅的生产方法，仍沿用传统的工艺流程，即由采选、烧结焙烧、还原熔炼、火法精炼及电解精炼等几个环节构成的提取过程。八十年代以来开始工业应用的直接炼铅方法主要有氧气底吹炼铅法和基夫赛特炼铅法。铅能与锑、锡、铋等配制成各种合金。 二、二氧化铅 PbO2 （又称过氧化铅、铅酸酐）分子量239．19 棕褐或暗褐色（显微）结晶或（重质）粉末。是四价铅的氧化物，不是二价铅的过氧化物。晶体结构属斜方晶系。受光的作用分解成四氧化三铅和氧。熔点290℃/分解；相对密度(水=1)9.36~9.38g／cm3。稳定性：稳定；危险标记：11(氧化剂)。有毒！ 不溶于水和醇，微溶于乙酸、氢氧化钠水溶液。缓慢溶于硝酸和醋酸铵，迅速溶于盐酸（溶于稀盐酸）、硝酸与过氧化氢溶液。加热到290℃易分解，生成氧和三氧化二铅。更高温度下生成氧和四氧化三铅。为强氧化剂。与强碱加热生成高铅酸盐。与有机物接触易燃。 二氧化铅系两性氧化物，酸性比碱性强。跟强碱共热生成铅酸盐。有强氧化性。跟硫酸共热生成硫酸铅、氧气和水。跟盐酸共热，生成二氯化铅、氯气和水。跟硫、磷等可燃物混和研磨引起发火。 二氧化铅电极是良好的阳极材料，可代替铂阳极。由硝酸使四氧化三铅分解[Pb3O4+ 4HNO3→PbO2 + 2Pb(NO3)2 + O2]或由漂白粉与碱性的氢氧化铅溶液作用而制得。用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化一氧化铅，或用次氯酸钠氧化亚铅酸盐可制得二氧化铅。 采用差热分析法，恒流放电法和循环伏安法研究了氢损失对于a-PbO2和β-PbO2的电化学性质的影响。电化学形成的PbO2的热分解表明PbO2中存在两种类型的结构水：一种是吸附在PbO2颗粒表面的物理吸附水，可在较低温度下消失；另一种是位于PbO2晶格内部的化学结构水，只能在较高温度下失去。铅酸电池中PbO2还原反应主要由扩散过程控制，物理吸附水的损失对容量影响不大，而化学结构水的损失导致了容量的严重衰减。 製備二氧化鉛披覆鈍性金屬電極之方法，其將鈍性屬於含硝酸鉛、硝酸銅、醋酸鉛和醋酸銅之電鍍液中進行電鍍，該電鍍液中添加了適量之非離子型或陰離子型界面活性劑及／或可以改變電解液性質的有機添加劑，以改良析出二氧化鉛的電化學特性。電極材料（尤其是陽極），都必須具有良好的機械性、導電性、抗蝕性、經濟性及電化觸媒效應。傳統上，陽極材料大多採用鉛、鐵、鐵矽合金、磁鐵礦、鎳、白金及石墨等，而這些材料有些微不符合前面所述的電極特性條件。自1967年不溶性陽極的專利被提出後，由於不溶性陽極的特性優異，幾乎取代了以往的石墨、白金等傳統陽極，而使得電化學工業有了很大的改變與進步，也因為如此世界各國有許多學者專家，不斷的對具導電性的氧化物從事研究。爾後就有一系列不同底材及不同氧化物被覆之研究，底材以鈍性金屬為主，例如T i、T a、N b、Z r等，而氧化物則有R u O2、I r O2、

钛基氧化物涂层阳极研究(三)：二氧化铅系列涂层

钛基氧化物涂层阳极研究(三)：二氧化铅系列涂层 2016-08-17 13:10来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 二氧化铅电极 钛阳极铅系涂层电极是指在钛基体上涂覆氧化铅的电极。二氧化铅电极在水溶液中电解时具有析氧电位高,氧化能力强,耐腐蚀性好、导电性好、可通过大电流等特点。因此二氧化铅氧化物作为重要的电极被广泛应用。目前,二氧化铅电极广泛使用钛作为电极基体,即钛基二氧化铅电极(Ti/β-PbO2)。 由于β-PbO2固有的电积畸变使β-PbO2与基体不能牢固地结合,使用过程中钛基体会产生氧化物薄膜,会使金属钛钝化,导致导电困难。为了提高二氧化铅电极的坚固性、导电性和耐腐蚀性,研究人员对电极底层和表面层进行了改进,并增加了中间层。 中间层的作用是加强基体与活性层的附着力, 避免涂层脱落,防止钛基体的钝化,保护钛基体不被氧化,避免高阻性二氧化钛氧化膜的生成,从而有利于提高电极的寿命和稳定性。 范洪富等制备了含SnO2中间层的PbO2电极,结果表明增加SnO2中间层可有效提高PbO2电极的电催化性能。尹红霞等采用电沉积-热解氧化法制备了含中间层SnO2+Sb2O3的钛基体二氧化铅电极(Ti/SnO2 + Sb2O3/PbO2)。研究表明, Ti/SnO2+ Sb2O3/PbO2电极对甲基橙具有很好的脱色降解作用,锑掺杂量摩尔比Sn∶Sb = 10∶1 时,电极的脱色降解效果最优。

徐亮等制备了Ti/PbO2电极和含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极。结果表明, 含有中间层的Ti/MnO2/PbO2电极的稳定性、寿命、析氧电位以及电催化活性都较不含中间层的Ti/PbO2电极有所提高。 在电沉积β-PbO2层时,由其晶体结构所决定,不可避免地产生β-PbO2镀层内固有的内应力,可通过向涂层中掺杂防腐蚀的、电化学性能不活泼的颗粒物料和纤维物料来消除这种内应力。因此掺杂其他物质成为当前研究的重点。 Liu等制备了Ti/Bi-PbO2电极。通过检测发现,掺杂Bi可以减小晶粒尺寸,从而使 Ti/Bi-PbO2电极不但具有良好的电催化性能而且能耗很低。Bi的掺杂是一种新的尝试,值得进一步研究。卢鑫等采用电沉积法制备了含有中间层的Bi、Co、Cu、Sn 4种元素掺杂的钛基PbO2电极,研究表明,掺杂Co电极的电催化活性有明显提高。 Andrade等制备了纯的Ti-β-PbO2电极和掺杂Fe和F的Ti-Pt/β-PbO2-Fe,F电极。通过TOC检测发现, 在降解有机废水的效果上, 后者明显优于前者。 Tong等采用电沉积的方法制备了(Ti/ PTFE-β-PbO2)电极。研究表明与普通的Ti/β-PbO2电极相比Ti/PTFE-β-PbO2电极在硫酸溶液中电解时显示出很长的寿命。因为PTFE的掺杂可以减小内部压力,使涂层表面变得更光滑。这种电极具有良好的发展前景。

电极材料的研究

电催化氧化技术应用的关键之一在于寻找和研制开发催化活性高、导电性能好的阳极材料。电极材料的选择及设计尤为重要。电极分阳极和阴极，以下分别进行叙述。 阳极可供选择的有以下几种 ⒈钛基二氧化铅Ti-PbO2 ⒉铅基二氧化铅Pb-PbO2 ⒊PbO2 /SPE 复合膜电极 ⒋PbO2聚丙烯滤网电极 ⒌DSA电极（钛基涂层） 6.铂基二氧化铅Pt-PbO2 ⒈钛基二氧化铅Ti-PbO2【1】 特点：化学性质稳定，可在无机和有机化合物的电解生产［2］、湿法冶金［3］、环境污染控制［4］等领域得到应用。制备简便。 制备方法：主要有高温热氧化法［5］和电沉积法［6］，其中电沉积法由于设备简单、操作方便，所得电极材料致密均匀而成为二氧化铅电极最常用的制备方法。 制备最优工艺条件为: 0.2mol/L Pb(NO3)2，0.6g/L NaF，pH为2，阴极电流密度3A/dm2，镀液温度25℃，电镀时间2 h。 制备方法：首先将2cm × 5cm × 1mm 的Ti基体用10% 的NaOH 热碱

液脱脂、水洗后，用20% 的草酸水溶液在80℃下蚀刻2 h，用去离子水冲洗干净备用。将c( SnCl2·2H2O) ∶ c( SbCl3) = 9 ∶ 1 溶液加于正丁醇中，加入几滴浓盐酸防止水解，刷涂在处理好的钛基体上，100℃下烘干15min，反复操作，直至将涂液全部涂完为止，然后在氧气气氛中500℃热氧化2h。电沉积二氧化铅镀层，镀液组成为0.2 mol/L Pb(NO3)2，0.6g /L NaF，pH 为2。 缺点【7】：由于电镀过程中, 镀层不可避免会有一些晶界缝隙, 电解时产生的氧气会透过晶界缝隙氧化基体, 形成导电性差的氧化钛,钝化基体, 致使电极性能趋于恶化, 影响PbO2电极的工作稳定性和使用寿命。因此, 制备电极的过程中一般先镀上A - PbO2中间层以抑制钝化。此过程增加了电极制作成本和工艺复杂性, 难以从根本上解决基体的钝化问题。 ⒉铅基二氧化铅Pb-PbO2 ⒊PbO2 /SPE 复合膜电极【7】 将具有催化活性的B- PbO2 直接涂敷或镀制在SPE ( solid polymer electrolyte ) 膜上制成PbO2 /SPE 复合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。特点： 1)高效率。膜片上的催化剂有极大的比表面积(约200 m2 /g), 且极间距很小(甚至仅等于膜厚), 电化学装置有高的电流密度和较低电压降。 2)电解质简单。单侧有电解质, 可消除或大大降低电解质玷污产品的问题, 因此副反应少、产品易分离、纯化简单、污染小。

二氧化铅电极的晶体结构对放电容量的影响

第17卷第1期应用化学Vol.17No.1 2000年2月CH IN ESE JOU RNA L O F APPL I ED CHEM IST RY Feb.2000二氧化铅电极的晶体结构对放电容量的影响 黄成德*张昊朱松然 (天津大学化工学院天津300072) 摘要采用铅镉合金镀层经处理制备活性二氧化铅电极,利用T EM、XRD、XPS等方法研究了 二氧化铅电极表层晶体结构,证实了无定形相的存在,实验结果表明,铅镉合金中铅含量越低,所 形成的活性二氧化铅结晶度越大,电极的放电容量也越高. 关键词铅酸蓄电池,二氧化铅电极,晶体结构,放电容量 分类号:O646,T M912.1 铅酸蓄电池正极活性物质)))二氧化铅晶型结构与电化学活性的关系历来受人瞩目. 1959年人们已开始研究氧空位及OH-基团的关系[1],而后许多学者又转向研究氢含量与活性的关系[2],1992年Pavlov[3]提出二氧化铅活性物质为具有质子和电子传输功能的凝胶-晶体体系的概念.但二氧化铅内在结构极为复杂,而现有的理论观点又仅仅停留于用传统电池工艺制备二氧化铅结构上,虽然对其内在特点进行了很多探讨,但均系针对二氧化铅整体颗粒.本文采用与传统电池工艺不同的方法制备了薄层活性二氧化铅,运用TEM、XRD、XPS等测试方法,对其二氧化铅表层的结构特性进行了剖析,并探讨了二氧化铅结构与活性的关系. 1实验部分 活性二氧化铅的制备:采用电沉积工艺,在铅锑合金板栅(8cm2)上镀覆铅镉合金.将铅镉合金放入硫酸(1110g/cm3)溶液中,以铅电极为阴极恒流通电,溶出镉后继续通电,直至阴阳极之间的电压差为215~216V时,可认为电极中的金属铅已氧化为二氧化铅,阳极氧化电流密度:6125@10-3mA/m2.电沉积之前,对铅锑合金板栅按一般电镀前处理规范进行.电沉积工艺条件:氨基磺酸铅:30g/L,氨基磺酸镉:60g/L,游离氨基磺酸:50g/L,二十一烷基酚聚氧乙烯醚:110g/L,t:25e,i:410A/dm2.二氧化铅电极容量测试:实验在自制电解池中进行,恒流放电,普通涂膏式负极为对电极,极间距117cm,室温测试,放电终止电压:1175V,电解液:H2SO4(1128g/cm3).我们制备的该电极厚度为10~20L m. 利用日本产H ITACH I H-700型透射电子显微镜对活性二氧化铅进行电子衍射分析.试样制备:将活性二氧化铅电极在5%醋酸溶液中快速洗涤,使二氧化铅层溶出,再将其放入乙醇溶液中用超声波分散,载于铜网之上进行测试.采用日本D/max-C B型X射线衍射仪分析活性二氧化铅电极晶体结构的变化.Cu K A射线,石墨单色器,测试电压为30kV,电流为0103 A.X射线光电子能谱测试在美国产PERKIN ELM ER PEI5300ESCA System上进行.样品室真空度为10-8~10-9Pa,操作电压:13kV,Mg K A射线,X射线功率为250W. 2结果与讨论 在实验中,我们曾采用纯铅电极直接制备二氧化铅的方法,但得到的二氧化铅,大多为浮1999-07-14收稿,1999-11-08修回

钛镀二氧化铅阳极

钛镀二氧化铅阳极 二氧化铅电极具有耐化学腐蚀性强、氧超电位高、在水溶液里电解时氧化能力强、 可通过电流密度大，适合在各种析氧体系条件下的使用。目前已广泛应用于电镀、湿 法冶金、废水处理、阴极防腐等领域。 二氧化铅电极作为贱金属阳极使它较传统的贵金属电极（如MMO电极、钛镀铂电极等）具有特别突出的价格优势。 优越性能 1. 析氧电位高、氧化能力强 2.能在高电流密度下使用，电流效率高，使用寿命长 3. 耐腐蚀性好：在强酸H2S04或HN03中有较高的稳定性 4. 钛基二氧化铅电极较传统的石墨电极更容易机械加工、强度更高，耐腐蚀性更强； 寿命长、能耗低，不像石墨电极在使用过程中会膨胀脱落，不存在阴极沉积金属产物 中碳含量升高的风险。 5.与传统的铅阳极相比，钛基二氧化铅电极的优势在于： （1）强度更大，重量更轻：使用过程中不易变形，可维持相对固定的极间距，降低 槽压节省电能，同时电极工作更加稳定避免了频繁维护对客户造成的经济损失，降低 工人劳动强度 （2）耐腐蚀性强、寿命长，使用过程中二氧化铅溶解速度低，对阴极产品的污染小。 （3）二氧化铅电极同铅阳极腐蚀机理不同。铅阳极在硫酸体系中使用时，表面生成 一层氧化铅薄膜，可减缓阳极的腐蚀。但是生成的这层膜层比较松散，尤其在含有少 量氯离子的电解液中使用，膜层更容易被击穿、冲刷脱落；深层裸漏出来的铅表面继 续氧化生成氧化膜，再被击穿，如此循环，加速阳极的腐蚀。而二氧化铅电极在工作 时始终是氧化铅涂层发生电化学腐蚀，故能保持较低的阳极腐蚀速率，因此阳极寿命 相对较长。 6.相较传统的MMO电极、钛镀铂电极，性能接近、价格更便宜，初期投入少，维护方便。 应用领域 1.湿法冶金行业中存在氯酸盐体系电解、硫酸盐体系电解、氯酸盐硫酸盐混合体系电 解等几种作业环境。二氧化铅电极适用于： （1）在硫酸体系中，电解制备镍、钴、铜、锌、锰、锡等多种有色金属。 （2）在含少量氯离子的硫酸体系中，电解冶炼有色金属。

Pb、PbO和PbO2

名称：铅;Lead 元素符号pb，原子序数82，原子量207.2，外围电子排布6s26p2，位于第六周期ⅣA族，原子半径146皮米，Pb4+半径84皮米，第一电离能718.96kJ/mol，电负性1.8，主要氧化数+2、+4。银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34g/cm3，熔点327.5℃，沸点1740℃。有较强的抗放射性穿透的性能。有毒。在常温下在空气中，铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅失去光泽且防止进一步氧化。不溶于水。易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的铅跟空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。与盐酸反应放出氢气并生成微溶性的PbCl2，覆盖在铅表面，使反应中止。与热浓盐酸反应生成HPbCl3和H2。与稀硫酸反应放出氢并生成难溶的PbSO4覆盖层，使反应中止。但易溶于热的浓硫酸生成Pb(HSO4)2并放出SO2。跟稀硝酸或浓硝酸反应都可生成硝酸铅pb(NO3)2。在有氧存在的条件下可溶于醋酸等有机酸，生成可溶性的铅盐。跟强碱溶液缓慢的反应放出氢气生成亚铅酸盐，如： Pb+2NaOH=Na2PbO3+H2↑ 在有氧气条件下跟水反应生成难溶的Pb(OH)2。铅早在公元前三千年左右就被人类发现并应用。在地壳中质量百分比为0.0016％。主要存在于方铅矿(PbS)，白铅矿(PbCO3)中。用作电缆，蓄电池、铸字合金、巴氏合金、金属结构的阴极保护层、防X射线等辐射的材料。用焦炭还原氧化铅制得。 名称：一氧化铅;氧化铅;黄铅丹;密陀僧;Lead monoxide PbO 分子量223．19 性状浅黄色或土黄色四角或斜方晶系结品体，或者无定形粉末。四角晶系结晶体密度9．53g／cm3，斜方晶系结晶体密度3．0g／cm3，无定形粉末密度9．2～9．5g／cm3。熔点888℃。沸点1470℃。不溶于水和乙醇，溶于硝酸、醋酸或温热的碱液。空气中能逐渐吸收二氧化碳。加热到300～500℃时变为四氧化三铅，温度再高时又变为一氧化铅。有毒！ 应用领域主要用于制造铅白和铅皂。用作铅盐塑料稳定剂原料，铅玻璃工业原料，铅盐类工业的中间原料。还用作冶金的助熔剂，油漆的催干剂和陶瓷原料。少量用作中药和用于蓄电池工业，并用于制造防辐射橡胶制品。 化学式PbO。有两种变体：一种是红色四方晶体，又称密陀僧；熔点886°C，沸点1472°C，密度9.53克/厘米3。另一种是黄色正交晶体，又称铅黄；熔点886°C，沸点1472°C，密度 8.0克/厘米3。两者的转变点为 488.5°C，低于该温度时，转化作用较缓慢。两者都难溶于水。一氧化铅能溶于酸，生成铅(Ⅱ)盐；也能微溶于强碱溶液，生成铅(Ⅱ)酸盐。在加热下，一氧化铅易被氢、碳、一氧化碳等还原成金属铅。

13 二氧化铅的制备(综述)

13二氧化铅的制备（综述） 英国利兹大学化学系W.T. 梅森 电化学电源等现代技术的发展，正激发起人们研究固态氧化物电极基本性质的新兴趣。其中，二氧化铅因可用作铅酸电池正极板的活性物质，所以它吸引了人们相当的注意，而且已有不少文献讨论过二氧化铅电极的性质[1-5]。 要在固态电极上进行测量，其实验要求相当严格，不管是从机械方面还是从电化学方面来说，二氧化铅电极都必须仔细制备并小心操作；而且对电解液的清洁度还需要有严格的标准和与此配套的特殊的测量技术。 有关二氧化铅电极制备的早期报道，大多没有注意到二氧化铅有多种晶形。而在更近一些的有关文献中，已可查如何仔细控制产品晶形的详细资料。各种层出不穷的二氧化铅的制备方法[6-10]可分成化学制备和电解制备法两类。 使用化学方法制备PbO2可通过在溶液相或熔融状态下氧化二价铅的化合物，也可以通过在氧气中高温加热二价铅的化合物来制备。据报道，PbO2可通过加热氧化PbO[6]或Pb3O4[7]来制备。White和Roy[8]通过X-射线衍射对产品进行了检测，他们发现这一氧化产物相当于PbO[1.582]。也就是说，通过这个方法要制备其氧含量超过Pb12O19的氧化物是不可能的。PbO2还可以通过水解四价铅盐的方法来制备，例如，PbCl4可以在冷的盐酸溶液中水解；而Pb(OAc)4的饱和溶液可以在冰醋酸中水解。但是，多数PbO2还是通过氧化二价铅的盐来制备的。用氯、溴和过氧化氢在碱性条件下可实现化学氧化铅酸钠。简单的二价铅的盐可用37M 的硝酸溶液来氧化，在硝酸盐、高氯酸盐、氟代硼酸盐或氟代硅酸盐的碱性溶液中通过阳极氧化作用可制备PbO2。而硫酸铅的阳极氧化反应则是众所周知的[10]。纯二氧化铅 二氧化铅在电解体系，特别是需要进行热动力学测量的体系中的应用已经表明，所得的结果是有重现性的，这就对所涉及的材料的纯度提出了严格的要求。例如, 在哈默研究的自发电池的工作中就显示出了这一点. H2(1 atm), Pt| H2SO4(1M),PbSO4|PbO2，Pt 既然那些被买来的PbO2样品,不论在使用前被多么好地处理过,它们给出的电动势仍然不稳定, 因此制备具有适当稳定形式的PbO2的方法就被研究。 哈默认为，在93°C，使用铂网作阳极，电解含有PbNO3和浓硝酸的水溶液能产生最稳定的电动势。 将二氧化铅转化为Pb2O 相当多的努力一直被花费在强制性地把二氧化铅转变为化学计量意义上准确的Pb2O上。所使用的方法包括化学氧化法[12]，在高温下用高压氧直接氧化[13] 以及化学计量准确的二氧化铅在溶液相中的晶体生长[14]。

两种二氧化铅的区别

两种二氧化铅的区别 α型结构强度高，放电容量低，而β型结构强度低，放电容量高。在电池初期的充放电过程中，α型PbO2逐渐向β型PbO2转变。氧化铅分α－PbO2和β－PbO2，其中，α－PbO2是活性物质的骨架，容量比较小；β－PbO2依附α－PbO2构成的骨架上面，其荷电能力比α－PbO2强很多。氧化铅放电放电以后输出硫酸铅，充电时硫酸铅生产氧化铅。而充电的时候，在强酸环境中只能够生成β－PbO2。所以电池深放电以后，一旦具有骨架作用的α－PbO2参与放电生成硫酸铅以后，就再也不能够恢复成为α－PbO2，而充电只能生成β－PbO2。正极板软化就出现了。正极板一旦出现软化，起到支持作用的多孔结构被破坏了，正极板的多孔被电池极板的压力压实了，就降低了参与反应的真实面积，电池容量就下降了。这样，防止过放电就是控制正极板软化的重要措施。而这个靠的是控制器的欠压保护。如果欠压保护电压过低，电池就会出现过放电，一些α－PbO2参与放电，就会出现正极板软化。放电的时候，如果连续放电电流比较大，深层的β－PbO2来不及参与放电反应，外层的α－PbO2就要参与放电反应，这样，也会形成正极板软化。所以控制器中的限流参数也浮充重要。电摩的放电电流相对比较大，差不多在1C左右放电，加上放电深度相对比较深，所以非常容易产生正极板软化。每次放电，或多或少的总要有一点点α－PbO2参与反应。所以，一个正常使用的电池，在不失水也不硫化，也没有过放电的情况下，电池的寿命就取决于正极板软化。两种二氧化铅的差别很大，它们所起的作用也不相同。β—pbO2给出的容量是α—pbO2的1.5～3倍，而

α—pbO2具有较好的机械强度，它的存在，正极板活性物质不宜软化脱落，只有α—pbO2和β—pbO2的比例达到1︰1.25时，蓄电池才会表现出良好的性能