氧化錳催化電流振蕩對電解錳陽極的影響.pdf

1、我國是最大的金屬錳生產(chǎn)國，工業(yè)上，電解錳通過恒流條件下電解硫酸錳水溶液制備金屬錳，其Mn2+濃度達到了飽和。此外，電解錳過程具有流動性和開放性，電流密度高達400A/cm2，且伴隨有離子濃度高、電流密度大、電極電位遠遠偏離平衡電極電位等特點，是典型的遠離平衡態(tài)體系，蘊含著豐富的非線性機制。
　　前期研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)電解錳過程中存在著大量的非線性行為，陽極出現(xiàn)電化學(xué)振蕩現(xiàn)象，陰極出現(xiàn)枝晶的分形生長，這些非線性現(xiàn)象，會引起電解能耗的額外

2、變化。因此，電解錳陽極的非線性動力學(xué)行為研究，可以為尋找電解錳節(jié)能減排新方法提供一條有效的道路。本文采用水熱合成氧化錳催化電流振蕩，對氧化錳的結(jié)構(gòu)及外界因素進行研究，催化氧化水的分解，探索氧化錳催化電流振蕩的機制?；瘜W(xué)合成氧化錳替代原位生長的氧化錳，有望在大電流電解下為提高電流效率提供更多的可能。
　　具體研究內(nèi)容如下：
　　①本論文通過水熱合成方法合成不同結(jié)構(gòu)的氧化錳，制備出不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的 Pt/MnOX復(fù)合電極

3、，用循環(huán)伏安法及電流時間曲線等研究電解錳陽極的電流振蕩現(xiàn)象，實驗中大大縮短了電流振蕩的誘導(dǎo)期。通過XRD與SEM表征可知，δ-MnO2片狀結(jié)構(gòu)及低價錳離子是形成電解錳振蕩的關(guān)鍵因素，δ-MnO2催化了電化學(xué)振蕩的產(chǎn)生。
　?、贛n(II)濃度實驗及pH研究表明，在陽極上負載δ-MnO2能夠催化電化學(xué)振蕩的產(chǎn)生，信號的維持僅需電解質(zhì)的存在及pH值在酸性或者中性環(huán)境下。事實上，通過在陽極上負載適當?shù)难趸i可以避免 Mn(II)等低價組