Rare Metals 中国有研科技集团有限公司袁学韬：​Ti基Mn2O3涂层阳极制备及其性能研究

Ti基Mn2O3涂层阳极制备及其性能研究 谢发明，田林，李传斌，袁学韬*，尹延西* 有研资源环境技术研究院（北京）有限公司 高品质有色金属绿色特种冶金国家工程研究中心 中国有研科技集团有限公司 【文献链接】 Xie,FM.,Tian,L.,Li,CB.etal.PreparationandelectrochemicalbehaviourofTi/Mn2O3coatinganode.RareMet.(2023). https://doi.org/10.1007/s12598-023-02297-x 【背景介绍】 铅合金作为电化冶金行业普遍使用的阳极材料在酸性电解体系中存在析氧过电位高、服役寿命短等问题，利用用钛基金属氧化物涂层阳极替代铅合金阳极是解决该问题的研究方向之一。本文采用SEM对热分解法制备的Ti基Mn2O3涂层阳极的表面微观形貌进行表征、采用EDS对涂层阳极的元素组成进行半定量分析、采用XRD对涂层阳极的物质组成进行表征、利用三电极体系对涂层阳极电化学性能进行了探究并与铅合金阳极进行对比。研究结果表明：制备的Ti基Mn2O3涂层阳极表面均匀致密，在0.5mol/L硫酸体系下的析氧电催化性能优于铅合金阳极，强化寿命可达34h，有望在电化冶金行业中推广应用。 【文章亮点】 1.采用热分解法制备了Ti基Mn2O3涂层阳极 2.测试了Ti基Mn2O3涂层阳极的组织形貌及电化学性能，结果表明Ti基Mn2O3涂层阳极电催化性能优于铅合金阳极 3.揭示了阳极表面析氧反应控制步骤，揭示了阳极的失效机制 【内容简介】 日前，中国有研科技集团有限公司的袁学韬及尹延西教授课题组在RareMetals上发表了题为“PreparationandelectrochemicalbehaviourofTi/Mn2O3coatinganode”的研究文章，运用热分解法制备了新型Ti基Mn2O3涂层阳极。 Pb-Ag基阳极由于具有导电性优异、制备简单、成本低等优点，在电化冶金行业作为阳极材料被广泛应用。但在大规模应用中Pb-Ag基阳极存在密度大、质软易变形、对阴极产品及环境造成污染等缺点。金属Ti机械性能好、导电性能优异，以Ti基体制备的金属氧化物涂层阳极已广泛应用于氯碱化工、水电解以及金属电沉积等行业，因此Ti基金属氧化物涂层阳极是Pb-Ag基阳极的理想替代品。Ti基金属氧化物涂层阳极，又称DSA（dimensionallystableanode）阳极和尺寸稳定性阳极，由于其优异的电催化性能以及耐腐蚀性能近年来受到越来越多的关注。根据氧化物涂层种类的不同可分为贵金属氧化物涂层和贱金属氧化物涂层。贵金属氧化物虽具有优异的电催化性能与较长的服役寿命，但价格昂贵且在硫酸环境下易溶解，很难在有色金属电沉积行业大规模应用。因而贱金属氧化物涂层阳极如PbO2、MnO2、Mn2O3等逐渐受到关注，锰的氧化物具有电催化活性高、价格便宜、不含铅污染、耐酸腐蚀性强等特点，可作为有色金属冶炼行业理想的绿色阳极材料备选之一。