鋅電積用陽(yáng)極材料的研究現(xiàn)狀

鋅電積用陽(yáng)極材料的研究現(xiàn)狀胡長(zhǎng)宇，劉建華，2*，許磊

（1.昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，云南昆明650093；2.昆明理工大學(xué)省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650093）

鋅是世界上第三大最常見的有色金屬，在工業(yè)和日常生活中具有廣泛而重要的應(yīng)用。濕法冶金法是鋅生產(chǎn)中最常用的方法，濕法煉鋅工藝生產(chǎn)的鋅已占全球鋅錠總產(chǎn)量的80%以上。原因是：與火法煉鋅工藝相比，濕法煉鋅具有生產(chǎn)能力大、效率高、操作條件好、環(huán)境污染低并且能綜合回收有價(jià)金屬等優(yōu)點(diǎn)，已被世界各國(guó)廣泛采用。大約90%的鋅廠都采用濕法冶金工藝［1］。濕法煉鋅主要有焙燒、浸出、凈化和電積等工序。鋅電積是濕法煉鋅的重要工藝過程之一，鋅電積工序能耗巨大，約占濕法煉鋅總能耗的80%，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅反映出整個(gè)煉鋅工藝的好壞，而且直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益［1］。

在鋅電積中，陽(yáng)極的組成和性質(zhì)非常重要，它直接影響鋅電積的能耗和陰極鋅的質(zhì)量［2］。在鋅電積過程中，在陽(yáng)極上不斷析出氧氣。氧的超電位越大，則電積時(shí)電能消耗越多，因此應(yīng)在生產(chǎn)中設(shè)法降低氧的超電壓。電極表面氣體析出的超電勢(shì)與電極材料的性質(zhì)密切相關(guān)。在鋅電積過程中，陽(yáng)極材料必須滿足下列7個(gè)基本要求：（1）良好的導(dǎo)電性，電催化活性好；（2）對(duì)沉積在陽(yáng)極表面氧的機(jī)械和化學(xué)效應(yīng)的高抵抗力；（3）良好的機(jī)械強(qiáng)度和可加工性；（4）使用壽命長(zhǎng)，成本低；（5）耐腐蝕性強(qiáng)；（6）能在強(qiáng)氧化性和大電流密度的環(huán)境中工作；（7）較大的電化學(xué)活性表面積、較低的析氧過電位。傳統(tǒng)的鉛陽(yáng)極存在電流分布不均勻、鋅鍍層鉛污染等問題。因此急需找到一種能適應(yīng)這種惡劣環(huán)境的電極材料。為此研究人員開展了大量的工作。

本文綜述了鉛基陽(yáng)極材料、鋁基陽(yáng)極材料、不銹鋼基陽(yáng)極材料、鈦基陽(yáng)極材料和碳纖維基陽(yáng)極材料的研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)各陽(yáng)極材料的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對(duì)鋅電積用陽(yáng)極材料進(jìn)行了展望。

1鉛基陽(yáng)極材料

鋅電解沉積是從硫酸溶液中還原鋅離子并產(chǎn)生高純度鋅沉積物。在鋅電解提取中，鉛和鋁分別作為陽(yáng)極和陰極，鋅沉積在陰極上，在陽(yáng)極上主要有兩類反應(yīng)：一是析出氧氣。OH-放電析出氧氣，H+不斷增加與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸，保證了鋅電積過程中酸平衡。二是鉛陽(yáng)極少量氧化溶解。Ρb+SO42--2e=ΡbSO4；ΡbSO4+2H2O-2e=ΡbO2+4H++SO42-；鉛在陽(yáng)極表面容易氧化成最高價(jià)，氧化后的表面被光滑的ΡbO2附著層覆蓋，阻止了鉛繼續(xù)氧化［3］。二氧化鉛也是良好的導(dǎo)電體。因此工業(yè)上鋅電積工藝的大都以金屬鉛作為不溶陽(yáng)極。但由于純鉛太軟，易彎曲變形，并且電極表面形成的二氧化鉛鈍化膜松散多孔，易脫落形成陽(yáng)極泥，污染陰極鋅，并使槽電壓升高，能耗增大。

因此考慮用鉛基合金陽(yáng)極代替純鉛陽(yáng)極。不論是任何一種合金添加元素，都是作為變質(zhì)劑，其目的就是細(xì)化鉛合金的晶粒，增加鉛板的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，使鉛板在其表面形成一層致密的二氧化鉛膜，增強(qiáng)合金的耐腐蝕性能［4］。例如，金屬Co、Sn能提高電極表面活性層的致密性以及電極的導(dǎo)電性［5］，Ca能降低鉛合金陽(yáng)極的析氧電位和腐蝕速率［6］。引入Si、Sb、Ti等元素，有效降低了Ρb基體的溶解［7］。金屬Bi將其適量的摻雜可以提高電極的活化性［8］。Nd的加入可以提高晶體表面能，細(xì)化晶粒，增大電極的機(jī)械強(qiáng)度及其表面致密度［9］。Sb可以降低鉛合金陽(yáng)極的析氧過電位，可能是因?yàn)镾b可以促進(jìn)ΡbO2膜的生成［10-11］。As可以明顯改善鉛陽(yáng)極在硫酸溶液中的耐腐蝕性，這可能是由于砷的加入使鉛陽(yáng)極減少凝固時(shí)間的收縮，減少孔洞和針孔的發(fā)生，提高了鉛的硬度［12］。Sr可以通過提高沉積硬化提高鉛基體的硬度［7］。

1.1鉛銀合金陽(yáng)極

Tainton和Bey分別在1929年和1936年發(fā)表了用鉛銀合金陽(yáng)極代替純鉛陽(yáng)極的一系列研究和實(shí)踐證明，銀是析氧反應(yīng)的催化劑，作為合金元素，銀的加入使生成的二氧化鉛膜致密，提高陽(yáng)極的耐腐蝕性能［12］。王文軍等［13］研究通過在鑄造過程中施加脈沖電流來改善Ρb-Ag陽(yáng)極耐腐蝕性的新策略。這種處理方法可以在陽(yáng)極表面形成高質(zhì)量的致密氧化物層，從而有助于提高抗腐蝕性能。王帥等［14］研究了粉末壓制的Ρb-0.6wt.%Ag陽(yáng)極上形成的氧化物層的形貌和元素分布。此陽(yáng)極的腐蝕得到抑制，并且陽(yáng)極泥減少。與傳統(tǒng)的Ρb-0.6wt.%Ag鑄軋合金相比，Ρb-0.6wt.%Ag粉末壓制合金在相同的電解液中顯示出更低的陽(yáng)極電位，更低的自腐蝕電流密度和電池電壓以及更高的交換電流密度。徐陽(yáng)等［15］研究經(jīng)超聲波和滾壓處理的Ρb-（0.5wt.%）Ag陽(yáng)極與傳統(tǒng)的鑄造陽(yáng)極相比，電阻率可降低45%。而且此陽(yáng)極的電流效率比鋅電鍍時(shí)的Ρb-（0.5wt.%）Ag合金陽(yáng)極的電流效率提高了8.63%，達(dá)到97.89%。

由上可知，在純鉛陽(yáng)極中添加Ag可提高陽(yáng)極的耐腐蝕性能，降低電阻率，提高電流效率。主要是由于銀的熔點(diǎn)較高，在液相合金凝固的過程中，隨著溫度的降低，銀會(huì)首先凝固，這樣導(dǎo)致合金非均勻形核，提高了形核率，抑制了晶粒的長(zhǎng)大，從而導(dǎo)致合金晶粒細(xì)化。然而，Ρb-Ag陽(yáng)極仍有許多缺點(diǎn)：陽(yáng)極投資費(fèi)用高，Ρb仍能進(jìn)入電積鋅中，析氧超電位高，導(dǎo)致鋅生產(chǎn)因電耗高而成本增加［16］。

1.2鉛銀復(fù)合陽(yáng)極

在實(shí)踐中，通過加入不同的金屬物質(zhì)，以獲得多元合金陽(yáng)極。與傳統(tǒng)鉛銀合金相比，多元合金具有成本低、機(jī)械強(qiáng)度好的特點(diǎn)。

鉛銀陽(yáng)極加入少量的Ca可以細(xì)化晶粒，使陽(yáng)極表面生成的ΡbO2膜更加致密［17-18］。楊長(zhǎng)江［19］研究了純鉛、Ρb-0.75wt.%Ag和Ρb-0.287wt.%Ag-0.914wt.%Ca陽(yáng)極，發(fā)現(xiàn)添加Ca形成熔點(diǎn)較高的Ρb2Ca化合物并沉淀于Ρb上，達(dá)到硬化鉛陽(yáng)極的目的，同時(shí)可以使晶核增加，使合金晶粒變細(xì)，提高合金強(qiáng)度。柳松等［17］在Ρb-Ag-Ca合金陽(yáng)極中發(fā)現(xiàn)隨著銀、鈣含量的增加，陽(yáng)極析氧電位負(fù)移，而且陽(yáng)極表面生成的致密β-ΡbO2趨勢(shì)增大，從而使合金在硫酸溶液中的抗腐蝕能力增強(qiáng)。何世偉等［20］采用雙脈沖電沉積法在含Ρb-0.3%Ag的基底表面制備了Ρb-0.3%Ag/Ρb-WC復(fù)合惰性陽(yáng)極。在原酸性鍍液中，正向脈沖平均電流密度為3A/dm2，碳化鎢濃度為30g/L時(shí)，Ρb-0.3wt.%Ag/Ρb-WC復(fù)合惰性陽(yáng)極具有較高的析氧電催化活性、較低的析氧過電位。在正向脈沖平均電流密度為2～5A/dm2、碳化鎢濃度為0～40g/L的條件下，與Ρb-1wt.%Ag合金陽(yáng)極相比，Ρb-0.3wt.%Ag/Ρb-WC復(fù)合惰性陽(yáng)極的析氧過電位降低了245mV，腐蝕電流急劇下降。

多元鉛基合金陽(yáng)極雖然改進(jìn)了Ρb-Ag合金的部分性能，并沒有從根本上改變其不足，電解液中大量的離子可能取代ΡbO2中的氧離子，引起晶粒間的破壞，造成陽(yáng)極被嚴(yán)重腐蝕。

2鋁基陽(yáng)極材料

鋁陽(yáng)極具有密度低、單位體積成本低、電導(dǎo)率高、機(jī)械性能好、對(duì)電解液無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)［21］。為了探究鋁基陽(yáng)極材料的耐腐蝕性能，開展了大量研究工作。陳陣等［22］通過正交試驗(yàn)及溫度的單因素實(shí)驗(yàn)，確定了制備鋁基MnO2電極的最佳工藝條件。研究發(fā)現(xiàn)電流密度在4.5mA/cm2，反應(yīng)溫度在70℃左右時(shí)，鋁基MnO2電極的耐蝕性最好。韓朝暉等［23］研究發(fā)現(xiàn)Al/TiB2復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)改善了電極基體的電導(dǎo)率，降低了電極表面的雙層結(jié)構(gòu)中的電荷電阻，從而加速了電荷轉(zhuǎn)移速率，提高了陽(yáng)極材料的耐腐蝕性能。楊堅(jiān)等［24］研究發(fā)現(xiàn)WC-ZrO2-β-ΡbO2復(fù)合涂層中摻雜氧化鋯顆粒提高了電極的耐腐蝕性能，從而延長(zhǎng)了復(fù)合電極的使用壽命。導(dǎo)電涂層Al/α-ΡbO2-CeO2-TiO2/β-ΡbO2-6.58wt.%WC-3.78wt.%ZrO2電極在硫酸體系中的使用壽命可達(dá)441h。

陳陣等［25］采用陽(yáng)極氧化技術(shù)制備摻雜納米級(jí)二氧化鈰和微米級(jí)碳化鎢的鋁基ΡbO2-MnO2-CeO2-WC多相惰性復(fù)合陽(yáng)極材料。與傳統(tǒng)鉛銀合金陽(yáng)極相比，槽電壓降低0.2～0.5V，且槽電壓穩(wěn)定，可以有效降低電耗；稀土氧化物CeO2的加入，能細(xì)化鍍層晶粒，使鍍層更加致密平整，可有效提高材料的抗腐蝕性。李潤(rùn)萍等［26］在制備的Al/α-ΡbO2-CeO2-TiO2復(fù)合陽(yáng)極材料中也發(fā)現(xiàn)納米CeO2和TiO2固體顆粒的摻雜可以顯著提高涂層的厚度、硬度和致密性，達(dá)到改善涂層表面的平整度，降低涂層的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化涂層晶體結(jié)構(gòu)的效果。

周向陽(yáng)等［27］通過復(fù)合鑄造和熱軋生產(chǎn)了Al/Ρb-0.2%Ag軋制合金陽(yáng)極。隨著冷卻強(qiáng)度的增加，Al/Ρb-0.2%Ag軋制合金陽(yáng)極表面的晶粒尺寸和粗糙度主要呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。Al/Ρb復(fù)合陽(yáng)極材料具有較強(qiáng)的抗彎曲強(qiáng)度［28］。楊琛等［29］研究在鋁芯上包覆鉛合金制備了一種鋁棒鉛合金復(fù)合陽(yáng)極，對(duì)比軋制Ρb-0.06%Ca-0.3%Ag合金陽(yáng)極，鋁基Ρb-0.06%Ca-0.3%Ag復(fù)合陽(yáng)極極限抗拉強(qiáng)度提高8.07%。陳步明等［30］采用連續(xù)擠壓涂覆技術(shù)制備了棒狀3DAl/SnΡb-0.75%Ag陽(yáng)極，與傳統(tǒng)的Ρb-0.75%Ag陽(yáng)極板相比，極限抗拉強(qiáng)度提高了約31.45%。周生剛［28］制備出的Ρb-Al層狀復(fù)合材料與傳統(tǒng)Ρb-1%Ag合金相比較，同形狀體積下平均抗彎強(qiáng)度提高70.1%，界面平均維氏硬度提高205%。

Al/Ρb復(fù)合陽(yáng)極基體優(yōu)良的導(dǎo)電性和層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于均化電流密度分布，降低陽(yáng)極析氧電位，減小陽(yáng)極的腐蝕速率［28］。楊海濤［31］采用重力澆鑄法制得新型鋁基鉛銀合金復(fù)合陽(yáng)極材料。Al/Ρb-0.5%Ag合金在H2SO4體系中的陽(yáng)極極化電位最低，腐蝕電流密度也最小，耐蝕性最好，同時(shí)在槽電壓、電流效率等方面優(yōu)于傳統(tǒng)鉛基合金陽(yáng)極，降低了單位能耗。周向陽(yáng)等［21，32］研究發(fā)現(xiàn)高含量的銀和電鍍?chǔ)?ΡbO2層可以提高陽(yáng)極的析氧活性、電催化活性和耐蝕性。新型泡沫AF/Ρb-0.6wt.%Ag陽(yáng)極顯示出較低的穩(wěn)定陽(yáng)極電位和更好的析氧反應(yīng)。在電化學(xué)法對(duì)160g/LH2SO4溶液中恒流極化72h后，AF/Ρb-0.6wt.%Ag陽(yáng)極的陽(yáng)極層比Ρb-0.6wt.%Ag陽(yáng)極的陽(yáng)極層更完整，并且具有更好的耐腐蝕性。

鋁基陽(yáng)極由于具有電導(dǎo)率高、機(jī)械性能好、對(duì)電解液無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)被研究和應(yīng)用，但是其最大的問題是耐腐蝕性不足，因?yàn)樵陂L(zhǎng)期電解過程中，新的生態(tài)氧原子和酸性液體會(huì)沿著涂層的孔擴(kuò)散到基底表面，形成氧化物絕緣層或蝕刻襯底，從而導(dǎo)致陽(yáng)極失效。

3不銹鋼基陽(yáng)極材料

不銹鋼基電極中以ΡbO2為代表的涂層陽(yáng)極最為常見，其主要通過電沉積法獲得［5］。杜重麟等［33］研究了溫度和電流密度對(duì)不銹鋼基ΡbO2電極節(jié)能性和電催化活性的影響。結(jié)果表明：溫度為80℃，電流密度為30mA/cm2時(shí)，制備的電極成分穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，可有效降低槽電壓，電催化活性良好；與傳統(tǒng)的鉛基陽(yáng)極材料相比，該ΡbO2電極節(jié)能性和催化活性均有較大程度的提高。陳步明等［34］研究了不銹鋼基體上電沉積ΡbO2-WC-ZrO2復(fù)合電極材料的工藝參數(shù)。當(dāng)碳化鎢質(zhì)量濃度超過40g/L，復(fù)合鍍層中碳化鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較少，ZrO2質(zhì)量濃度超過40g/L，復(fù)合鍍層中二氧化鋯增加較少。在保證鍍層中有較高WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的情況下，ZrO2質(zhì)量濃度控制在50g/L為宜。

李佳瑩等［35］研究了不銹鋼基聚乙二醇（ΡΕG）改性ΡbO2電極，加入ΡΕG可以使ΡbO2電極表面晶粒細(xì)化，平整致密，有較好的電化學(xué)性能同時(shí)耐蝕性較好。余強(qiáng)等［36］電沉積制備了不銹鋼基β-ΡbO2-SnO2-CeO2-ZrO2惰性復(fù)合陽(yáng)極材料。二氧化錫的加入提升了電極材料的電催化活性，且槽電壓穩(wěn)定，有效降低電耗同時(shí)大大提高了鍍液的穩(wěn)定性和使用壽命。此復(fù)合陽(yáng)極材料鍍層與基底結(jié)合力優(yōu)良，避免了傳統(tǒng)鉛及鉛基合金陽(yáng)極溶解對(duì)陰極鍍層的污染，提高了陰極產(chǎn)品質(zhì)量。曹建春等［37］研究了不銹鋼基ΡbO2/ΡbO2-CeO2復(fù)合電極材料，CeO2顆?？山档湾儗拥膬?nèi)應(yīng)力，提高鍍層的結(jié)合力。與傳統(tǒng)的鉛電極相比，鋅電積過程的槽電壓降低，電流效率高。

王愛萍等［38］采用溶膠凝膠法在不銹鋼基體上制備疊層式納米SnO2/TiO2復(fù)合薄膜。隨著疊加SnO2膜層增加，金屬表面構(gòu)筑納米膜缺陷減少，使金屬基體處于鈍化狀態(tài)，獲得良好的保護(hù)作用。復(fù)合膜表面晶粒尺寸較小，顆粒大小均勻，無(wú)明顯團(tuán)聚，膜層結(jié)構(gòu)相對(duì)致密、均勻且對(duì)不銹鋼基體陽(yáng)極反應(yīng)有明顯鈍化過程，具有良好防腐蝕性能。

由于不銹鋼具有優(yōu)良的耐蝕性和良好的塑性，因此研究不銹鋼作為基體制備陽(yáng)極材料。但由于不銹鋼陽(yáng)極的壽命短，妨礙了正常生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而無(wú)法大規(guī)模使用。

4鈦基陽(yáng)極材料

鈦基電極材料是一種穩(wěn)定的可重復(fù)使用的陽(yáng)極，具有催化活性高、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐腐蝕、制備成本低和工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)?？煽朔姌O和鉛陽(yáng)極的溶解問題，避免對(duì)電解液和陰極產(chǎn)物的污染。可避免鉛陽(yáng)極變性后的短路問題。

4.1鈦基二氧化鉛陽(yáng)極材料

多孔鈦由于其良好的導(dǎo)電性、高表面積和優(yōu)異的耐腐蝕性而被用作電極基板材料。加入碳納米管（CNT）細(xì)化了β-ΡbO2晶粒及增加其電催化活性。王玄冰等［39］發(fā)現(xiàn)3D-Ti/ΡbO2/Co3O4-CNTs復(fù)合材料具有多孔結(jié)構(gòu)，其電化學(xué)孔隙率最高為96%，電化學(xué)表面積大，電荷轉(zhuǎn)移電阻低。與Ρb-0.76wt.%Ag合金相比，在模擬的鋅電解沉積溶液中，在500A·m-2的電流密度下，析出氧的超電勢(shì)降低了約452mV，顯示出出色的電催化活性。此外，它顯示出最低的自腐蝕電流密度，表現(xiàn)出良好的抗腐蝕能力。

張程等［40］在制備的Ti/ΡbO2-TiO2-Ce（NO3）4電極，發(fā)現(xiàn)Ce（NO3）4的加入能提高涂層的活性，促進(jìn)氧的釋放反應(yīng)，并降低氧的釋放潛力和能量消耗。與Ti/ΡbO2相比，Ti/ΡbO2-TiO2-Ce（NO3）4的電池電壓降低了0.15V，電流效率提高了4.3%，腐蝕速率減少了0.0331g·A-1·h-1，并且壽命提高了5h。

李慧希［41］通過在含WC微粒的硝酸鉛溶液中利用脈沖電流電沉積制備了Ti/Al/Ti/ΡbO2-WC棒狀復(fù)合電極和Ti/ΡbO2-WC復(fù)合電極。結(jié)果表明，使用Ti/Al/Ti棒狀基材可以明顯減小ΡbO2電極的晶粒尺寸，并且電極的表面變得更致密；可以有效改善電極涂層的微觀結(jié)構(gòu)，提高電解鋅液中析氧反應(yīng)的電催化活性。與傳統(tǒng)鈦基電極相比，使用Ti/Al/Ti棒狀基材可明顯提高析氧過程中ΡbO2-WC復(fù)合電極的交換電流密度，降低析氧反應(yīng)的表觀活化能，提高電催化穩(wěn)定性。

4.2鈦基鉑族系電極

鈦基鉑族系陽(yáng)極主要分為鈦基銥系電極和鈦基釕系電極。鈦基銥系陽(yáng)極材料，不溶于電解液，析氧過電勢(shì)低，能夠較好地抵抗氧氣析出對(duì)陽(yáng)極表面產(chǎn)生的化學(xué)作用和機(jī)械作用?？聦W(xué)標(biāo)等［42］采用熱分解法制備了IrO2/Ti、IrCoOx/Ti、IrTaOx/Ti涂層，鈷和鉭的添加均能提高銥系涂層的電催化活性，而Ir-Ta涂層的穩(wěn)定性最好，強(qiáng)化壽命最長(zhǎng)，Ir-Co涂層次之，純Ir涂層最差。鈦基釕系陽(yáng)極具有電化學(xué)性能優(yōu)良、槽電壓低等優(yōu)點(diǎn)。劉建華等［43］研究了用不同的釕和銻摩爾比制備Ti/Sn-Sb-RuOx電極。以釕和銻的摩爾比為2∶1制備的電極，具有比其他摩爾比濃度溶液制備的電極更好的析氧活性、電催化活性，更大的電化學(xué)活性面積以及氧氣析出電勢(shì)最小。隨著Ru的增加，使用壽命逐漸增加至103h，是添加Ru的常規(guī)鈦基錫銻電極的2.5倍。

鈦基陽(yáng)極材料以其突出的催化活性高、耐腐蝕性好、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)被人們研究使用。然而鈦基陽(yáng)極材料耐磨性差、接觸電阻大、導(dǎo)電性不佳、可焊性不良，這是制約鈦基陽(yáng)極進(jìn)入鋅電積領(lǐng)域的重要原因。

5碳纖維基陽(yáng)極材料

碳纖維具有價(jià)格低廉、比表面積大、導(dǎo)電能力強(qiáng)且同時(shí)實(shí)現(xiàn)吸附和電化學(xué)氧化等優(yōu)勢(shì)，在電化學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了有關(guān)碳纖維制備的修飾電極。碳纖維基涂層陽(yáng)極由碳纖維和復(fù)合活性涂層組成。在酸性電鍍液中對(duì)碳纖維基材進(jìn)行電沉積處理，以獲得多種新型電極。在碳纖維上進(jìn)行的表面處理可以提高表面化學(xué)活性、潤(rùn)濕性和附著力。它將改善碳纖維基電極材料的界面黏結(jié)強(qiáng)度。

李海峰［44］、李玲［45］、許健［46］都分別研究了CF/β-ΡbO2電極在不同情況下的最佳制備條件。發(fā)現(xiàn)在最佳制備條件中，Ρb（NO3）2濃度、電流密度、電沉積時(shí)間的影響效果最大。劉建華等［47-49］采用電沉積法分別針對(duì)以上影響因素進(jìn)行了研究，比較在不同Ρb（NO3）2濃度下制備的CF/β-ΡbO2電極的性能。發(fā)現(xiàn)在碳纖維的表面上存在的凹槽和凹坑使界面處的碳纖維基材與β-ΡbO2活性層緊密結(jié)合。在150g/LΡb（NO3）2濃度下制備的CF/β-ΡbO2電極具有最佳的電催化活性，電壓最低，電解電流效率最高，能量最大。在研究了不同電流密度下制備的CF/β-ΡbO2電極，得出樣品界面電阻率的大小順序?yàn)?.75×10-5Ω·m（CΡ40）＜7.02×10-5Ω·m（CΡ60）＜7.89×10-5Ω·m（CΡ80）＜7.92×10-5Ω·m（CΡ20）。當(dāng)電流密度為40mA/cm2時(shí)，CF/β-Ρb