探究碱性锌-空气电池锌电极有机缓蚀剂的研究

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1、中南大学硕士学位论文碱性锌-空气电池锌电极有机缓蚀剂的研究姓名：李艳红申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：叶红齐20030520摘要锌空气电池具有容量大、能量高、工作电压平稳、使用寿命长、原材料丰富、无污染而具有强大的竞争优势。本论文在总结和分析前人研究的基础上，研究和探讨了有机添加剂对锌电极的作用。其目的是减缓或防止锌电极的直接氧化及锌枝晶生长，延长锌电极的使用寿命和提高锌空气电池的电化学性能。采用经典析氢实验，考察了12种有机添加剂对锌电极的缓蚀效果，发现有机添加剂淀粉、二安替比林甲烷、十六烷基三甲基溴

2、化铵、柠檬酸、吐温一40具有较好抑制锌电极析氢效果。从不同浓度的十六烷基三甲基溴化铵、柠檬酸和吐温一40的析氢实验结果，发现0．1％十六烷基三甲基溴化铵、O．5％柠檬酸和0．1％吐温一40在所研究的浓度范围内的缓蚀效果最好，其中O．5％柠檬酸的缓蚀效率达到了84．58％。在此基础一卜，还考察了柠檬酸分别与十六烷基三甲基溴化铵和吐温一40复配使用的效果，发现柠檬酸与十六烷基三甲基溴化铵的复配效果不明显，而柠檬酸与吐温一40具有良好的复配效果，使缓蚀效率提高到了89．93％。论文还对锌电极进行腐蚀Tafle曲线和循环

3、伏安曲线的研究，结果表明，有机缓蚀剂能有效的抑制析氢，提高析氢过电位。且复配缓蚀剂缓蚀效果更好，将锌电极的极大峰电流值由空白液中的142．15fIlA降为28．94Hn。对有机缓蚀剂进行合理的复配，使其在电极表面生成了连续的起物理屏障作用的吸附层分子膜，隔离溶剂分子在锌金属表面的聚集，可有效降低锌电极的腐蚀速度和减缓锌枝晶的生长，提高锌电极的电化学性能。关键词：锌一空气电池，枝晶，添加剂，缓蚀剂ABSTRACTZincairbatteryisanattractiVecandidateasapowersourcef

4、orelectricvehiclef-romaviewpointofcle锄ess，saf乱y'highcapacityandsmoothdischal苫e．Inordertoinhibitdirectoxidationandzincdendritesgrowt}lofzincelec仰de，andimprovethecomprehensivepropeniesofzinc—airbatteryfinally，thee仃ectofo唱aniccorrosioninhibitorSonzincelectrodeof

5、zinc-airbane巧wasinvestigatedbasedonsummarizingtheliteratures．Thec6rrosioninhibitinge疵ctoforganicadditiVesweretestedwiththeclassicalhydrogencollectione)(periments．Resultsobtajnedshowedthatsomeo唱aJlicadditive，suchaSDAM，CTAB，citricacidand1’ween一40．wereabletoinhi

6、bitthecormsionofzincelectrode．FromthehydrogencollectioneXperimentswimvariouscontentofCTAB，citricacidand1、veen一40，itwasfoundthatthebestconcentrationofCTAB，citrjcacidandTween-40wasO．】％，O．5％and0．1％respectiVely，andtheco盯osioniIlhibitingefficiencyforO．5％ci仃icacidw

7、asashighas84．58％．Forthmore，cooperatingcorrosioninhibitingef右：ctsofcitricacidwithTween一40aIldCTABwerestudled．Itwasshownthat，althoughthecooperatingef凫ctofcitricacidwithCTABwasimperf-ect，mecon．osioninhibitinge氚ctwasimprovedmarkedlybyusingcitricacidand1’ween一40to

8、getllerandinmiscase；thecoHDsioninhibitiI】gemciencyreached89．93％．Tafelp10tandcyclicVoltammetryofzincelectrodeswerealsotested．Itcouldbeseenthato曙anicco咖sioniIlllibitorse仃ectivelyinhibitedtl