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        碳酸鋅陰極還原過程的研究

        作者:
        來源:
        2018/06/24 17:37
        【摘要】:
        碳酸鋅陰極還原過程的研究???前言在研制萬瓦級鋅氧電池過程中,要求鋅電極的工作電流密度達到400mA/cm2,峰值電流密度達到1200mA/cm2。在可以制造鋅電極的原料中,由于碳酸鋅中鋅的百分含量比氧化鋅少,因此,比氧化鋅更容易獲得高孔率的鋅電極[1]。就其制造難易和與集流網的粘接性來衡量,碳酸鋅也較氧化鋅好[1]。為此,我們選取了碳酸鋅粉末為原料,用鍍鉛銅拉網做集流網,采用化成的方法,研制了適

        碳酸鋅陰極還原過程的研究

         

        前言

        在研制萬瓦級鋅氧電池過程中,要求鋅電極的工作電流密度達到400mA/cm2,值電流密度達到1200mA/cm2。在可以制造鋅電極的原料中,由于碳酸鋅中鋅的百分含量比氧化鋅少,因此,比氧化鋅更容易獲得高孔率的鋅電極[1]。就難易和與集流網的粘接性來衡量,碳酸鋅也較氧化鋅好[1]。為此,我們選取了碳酸鋅粉末為原料,用鍍鉛銅拉網做集流網,采用化成的方法,研制了適于大電流密度放電的大功鋅電極(電極面積266cm2)。并于有關會議上發表過利用正交實驗法得到的鋅電極最佳化成工藝條件的文章[2]。為進一步組裝十萬瓦級鋅氧電池,鋅電極而積需擴大到950cm2.在應用原工藝條件制造950cm2鋅電極時,由于面積太大,成品率下降。如仍用正交法研究改進的辦法,實驗費用很大,而所見到的有關碳酸鋅制備鋅電極的料,也僅限于小面積的工藝性文章。為此,我們試圖通過碳酸鋅的陰極還原過程的研究,找到改進的辦法。本文對碳酸鋅電極的陰極還原過程進行了研究,根據用循環伏安法及交流阻抗法的實驗結果,對原工藝進行了改進。堿式碳酸鋅

        1實驗條件
        1.研究電極的制備
            將截面積為0.16cm2的電解鉛和電解鋅(99.99%)分別固定在環氧樹脂中,經磨光、浸酸、洗凈后用作基底、將碳酸鋅粉與等量1%聚乙烯醇水溶液和少量水混合,并仔細研磨后,制得的糊漿涂在鋅或鉛的基底上,自然干燥后使用。

        2.測試溶液
        (1 )10NKOH溶液
        (2)含30g/LZnO的10N ROH溶液
        躥波均用二次蒸餾水配制,測試前通氮氣除氧20分鐘。
        3.參比電極
        氧化汞電極Hg/HgO(10NKOH).(文中所測量的數據均相對于本參比電極)。
        4.實驗溫度室溫(18——20)
        5.實驗儀器
        (1 )循環伏安法:使用美國PAR公司的M173恒電位儀,M276接口和AppleIle 計算機。
        (2 )交流阻抗法;使用美國P AR公司的M368-1型交流阻抗測試系統。
        6.測試條件
        ( 1 )循環伏安法:使用鋅和鉛基底的碳酸鋅電極,分別在10NKOH溶液,
        10NKOH+30g/L ZnO熔液中進行。從穩定電位起掃,掃描到-1.600V (在10NKOH榕液中)和-1,800V (在10NKOH +30g/L ZnO溶液中),再回掃到起掃電位。
        (2 )交流阻抗法;測試前在穩定電位保持20分鐘,然后在穩定電位或極化- 30mV的電惋測足。測墾從商頻開始進行,頻牢范圍為5x10'~100Hz.堿式碳酸鋅

        2結果與分析
        2.1循環伏安實驗
        1 (a). ( b)分別為以鋅和鉛為基底的碳酸鋅電極在0NKOH+ 30g/L ZnO溶液中的循環伏安曲級,由圖可見,兩種不同基底的碳酸鋅電極均有明顯的還原峰,但峰值電位E p路有不同,以鋅為基底的碳酸鋅電極E,(Zn)約為-1.44V,以鉛為基底的碳酸鋅電極E,(Pb)約為-1.48V,可見碳酸鋅在鋅基底上較易還原。

         

         碳酸鋅電極循環伏安曲線

         

        (a)鋅基底(b)鉛基底

        溶液:10N KOH+30g/LZn
        掃描速度;8 mV/s
        2為鐘基底磷酸鋅電極在10NKOH溶液中的循環伏安曲線。由圖可見,其峰值電位為一1.456V,與圖1(n)的還原峰值位非常接。因此,圖2的還原峰應為碳酸鋅還原為的還原。堿式碳酸鋅

        鋅基底碳酸鋅電極循環伏安曲線

         

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