氧化錳催化電流振蕩對(duì)電解錳陽(yáng)極的影響.pdf

1、我國(guó)是最大的金屬錳生產(chǎn)國(guó)，工業(yè)上，電解錳通過(guò)恒流條件下電解硫酸錳水溶液制備金屬錳，其Mn2+濃度達(dá)到了飽和。此外，電解錳過(guò)程具有流動(dòng)性和開(kāi)放性，電流密度高達(dá)400A/cm2，且伴隨有離子濃度高、電流密度大、電極電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離平衡電極電位等特點(diǎn)，是典型的遠(yuǎn)離平衡態(tài)體系，蘊(yùn)含著豐富的非線性機(jī)制。
　　前期研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)電解錳過(guò)程中存在著大量的非線性行為，陽(yáng)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(zhǎng)，這些非線性現(xiàn)象，會(huì)引起電解能耗的額外

2、變化。因此，電解錳陽(yáng)極的非線性動(dòng)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(duì)氧化錳的結(jié)構(gòu)及外界因素進(jìn)行研究，催化氧化水的分解，探索氧化錳催化電流振蕩的機(jī)制?；瘜W(xué)合成氧化錳替代原位生長(zhǎng)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?jī)?nèi)容如下：
　　①本論文通過(guò)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(shí)間曲線等研究電解錳陽(yáng)極的電流振蕩現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)中大大縮短了電流振蕩的誘導(dǎo)期。通過(guò)XRD與SEM表征可知，δ-MnO2片狀結(jié)構(gòu)及低價(jià)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(shí)驗(yàn)及pH研究表明，在陽(yáng)極上負(fù)載δ-MnO2能夠催化電化學(xué)振蕩的產(chǎn)生，信號(hào)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(shí)上，通過(guò)在陽(yáng)極上負(fù)載適當(dāng)?shù)难趸i可以避免 Mn(II)等低價(jià)組