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电沉积锌粉过程电化学震荡行为的初步研究

【摘要】:电化学震荡现象是电极反应体系某个参数远离平衡时产生在时间和空间上具有某种顺序的现象,是由电极和电解液共同组成的多相震荡。铜、铝、铅、金、钴、铁、锌等金属和金属合金的电溶解和电沉积过程和有机小分子的催化过程以及生物体的电化学过程中都有震荡现象发生。其中阳极溶解的电化学震荡研究最多最深入,已经形成了初步的机理和模型。 电沉积锌粉作为沉积式锌电极的必要步骤,研究电沉积锌粉过程中的电化学震荡行为对工业生产有重要意义。本文主要对电沉积锌粉时出现的电化学震荡现象的机理做了初步推断,并设计实验探索引起震荡的原因以及电流密度、锌源、阴阳极面积比、温度、电解液配比等因素对该恒电流电位震荡的影响情况。 电沉积锌粉时槽电压的电化学震荡主要是受锌电极的表面过程和电解液中离子的传输过程两方面的影响。锌电极阳极溶解过程往往伴随着钝化和析氧现象的发生。电流密度越高,锌电极的钝化和析氧程度就越深,造成的电化学震荡现象就越明显。析出的氧气不仅对电解液产生强制对流加速传质的作用,而且对生成的钝化膜造成机械破坏。周期性的析氧和周期性的钝化膜生成与破坏是锌电极阳极电位产生电化学震荡的主要原因。温度对溶解过程中出现的中间体的稳定性和传质速率造成影响。另外,锌电极表面的孔蚀现象改变了实际电流密度,也在一定程度上加深了震荡程度。 电流密度、锌源、阴阳极面积比、温度、电解液配比等因素均是从影响锌电极表面状况和电解液传质这两方面来影响电沉积锌粉时的电化学震荡的。这几种因素相互作用,使这两个方面相互耦合,导致产生的电化学震荡的诱导期、振幅、寿命、频率甚至震荡形式的不同。

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