离子液体添加剂[BMIM]HSO4对锌电积过程析氧反应动力学的影响.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1JanuaryActaPhys．一Chim．Sin．，2011，27(1)：149—155149【Article]www．whxb．pku．edu．cn离子液体添加剂【BMlM】HSO4对锌电积过程析氧反应动力学的影响张启波华一新(离子液体冶金重点实验室，昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093)摘要：研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIMIHSO)离子液体对锌电积过程析氧反应的影响．研究工作借助于动电位极化，电化学阻抗谱，扫描电

2、镜和X射线衍射等测试技术．动电位极化曲线及对应的动力学参数分析表明，[BMIM]HSO对阳极析氧反应具有催化作用，可提高析氧反应速率常数．电化学阻抗谱数据表明，【BMIM]HSO能显著降低阳极析氧电荷传递电阻，在所研究的1．85—2．10V电位范围内添加5mg．L。‘【BMIM】HSO，电阻值至少降低50％．此外，添加剂对阳极表面二次反应具有抑制作用，其在阳极表面的吸附，阻碍了阴离子的阳极活化位点吸附过程．电化学测试结果与长时间(120h)阳极极化后所得阳极表面形貌和结晶取向分析结果相一致．[B

3、MIM]HSO的添加能有效抑制中间产物卢一PbO的形成，促进铅银电极表面大块且疏松多孔a-PbO：的生成，加速阳极析氧的进行．关键词：电化学阻抗谱：锌电积：析氧：离子液体添加剂：表面形貌中图分类号：0646EffectoftheIonicLiquidAdditive一[BMIM]HSO4ontheKineticsofOxygenEvolutionduringZincElectrowinningZHANGQI．BoHUAY．_Xin(KeyLaboratoryofIonicLiquidsMetal

4、lurgy,FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，PR．China)Abstract：Theefectoflheionicliquidadditive1-butyl-3一methylimidazoliumhydrogensulfate([BMlM】HSO4)onthekineticsofoxygenevolutionduringzincele

5、ctrowinningfr0manacidicsulfatesolutionwasinvestigated．Weusedpotentiodynamicpolarization，electrochemicalimpedancespectroscopy，scanningelectronmicroscopy，andX—raydiffractionforthisstudy．Potentiodynamicpolarizationcurvesandthecorresp0ndingkineticparamet

6、eranalysisshowthat【BMIM]HSO4hasacatalyticefectonoxygenevolutionbystimulatingthereactionrateconstant．ImpedancedatareveaIthat『BMlM]HSO4canmarkedlyreducetheoxygenevolutionchargetransferresistance．Theadditionof5mg·L『BMIM]HSO4obviouslydecreasedtheresistan

7、cevaluebyatIeast50％overthestudiedpotentiaIrangefr0m1．85tO2．1OInaddition，theresultsoftheimpedancemeasurementsalsosuggestaninhibitioneffectof『BMlM]HSO4onthesecondaryreactionsandthisiSduetotheadsorptionoftheadditiveontheanodeSUrface，whichdecreasedtheamo

8、untofactivesitesforanionadsorption．AlIelectrochemicaIresultswerecorroboratedwithamorphologicalandorientationanalysisoftheanodicsurfaceafter120hofanodicpolarization．Theadditionof【BMlM]HSO4inhibitedthegenerationoftheintermediateproduct／3．PbO2anditpromo