铝阳极在NaOH—乙醇溶液中腐蚀与电化学行为研究

摘要

在电池领域中，铝是一种很有吸引力的阳极材料，优点是理论电极电位较负，储量丰富，价格低廉，理论容量高。然而，在中性电解液中，铝的表面形成钝化膜导致钝化。在酸性或碱性电解液中，铝的电化学活性很高，但是伴随着严重的自腐蚀反应，同时生成大量氢气。若铝应用在电池中就必须解决好上述两个问题。因此探索碱性电解液中添加剂对铝阳极腐蚀和电化学行为的影响，具有一定的理论意义和实用价值。本文针对于此开展研究说明。
　　 首先，对铝在电池中的应用，不同种类铝电池的发展情况以及基于NaOH-乙醇溶液的电解液体系中添加剂的种类和作用进行系统的文献综述。然后，研究乙醇对纯铝阳极的腐蚀与电化学行为的影响因素，结果表明，在4mol/L NaOH-乙醇溶液体系中，添加乙醇可以极大的抑制铝阳极的自腐蚀反应，但是铝阳极的放电性能却大大减弱。随后研究在4mol/L NaOH-50％乙醇溶液中，Na2SnO3，C4O6H4KNa和CaCl2对铝阳极在该体系中的腐蚀和电化学行为的影响。结果表明，锡酸钠可以显著地抑制铝的自腐蚀反应，可能原因是在反应过程中铝阳极的表面沉积了被还原的金属锡。当锡酸钠含量较高时，缓蚀作用有所降低。当向50％的4mol/L NaOH-乙醇-水溶液中添加0.01mol/LNa2SnO3后，缓蚀效果达到最佳。恒电流放电结果可以看出，锡酸钠极大地促进了铝阳极在该体系的活化，锡酸钠浓度越高，放电效果越好。最后，作者研究了在乙醇添加量50％的4mol/L NaOH乙醇-水溶液中添加锡酸钠和酒石酸钾钠后对纯铝阳极的腐蚀以及电化学行为的影响。发现在乙醇-水溶液中，锡酸钠和酒石酸钾钠的连用可以显著地抑制铝阳极的自腐蚀反应。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 铝-空气电池的基本情况以及反应原理

1．2 铝-空气电池的应用领域

1．3 缓蚀剂性能概述

1．3．1 缓蚀剂的分类方法

1．3．2 缓蚀剂性能的影响因素

1．4 缓蚀剂研究进展

1．4．1 无机缓蚀剂

1．4．2 有机缓蚀剂

1．4．3 复合缓蚀剂

1．5 缓蚀剂的选择方法

1．6 选题意义及主要研究内容

第二章 实验内容及方法

2．1 实验仪器及药品

2．2 实验方法及原理

2．2．1 电极制备

2．2．2 电化学测试

2．2．3 电化学曲线分析方法

2．2．4 腐蚀失重速率以及缓蚀率的计算

2．3 溶液配制方法

2．4 实验主要参数设定

第三章 单一缓蚀剂对铝阳极腐蚀和电化学行为的影响

3．1 乙醇对铝阳极电化学性能的影响

3．1．1 乙醇对铝阳极腐蚀失重速率的影响

3．1．2 乙醇对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

3．1．3 乙醇对铝阳极放电性能的影响

3．1．4 乙醇对铝阳极极化曲线的影响

3．1．5 乙醇合理添加量分析

3．2 C4O6H4KNa对铝阳极电化学性能的影响

3．2．1 C4O6H4KNa对铝阳极析氢腐蚀的影响

3．2．2 C4O6H4KNa对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

3．2．3 C4O6H4KNa对铝阳极放电性能的影响

3．2．4 C4O6H4KNa对铝阳极极化曲线的影响

3．2．5 C4O6H4KNa合理添加量分析

3．3 Na2SnO3对铝阳极电化学性能的影响

3．3．1 Na2SnO3对铝阳极腐蚀速率的影响

3．3．2 Na2SnO3对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

3．3．3 Na2SnO3对铝阳极放电性能的影响

3．3．4 Na2SnO3对铝阳极极化曲线的影响

3．3．5 Na2SnO3合理添加量分析

3．4 CaCl2对铝阳极电化学性能的影响

3．4．1 CaCl2对铝阳极腐蚀速率的影响

3．4．2 CaCl2对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

3．4．3 CaCl2对铝阳极放电性能的影响

3．4．4 CaCl2对铝阳极极化曲线的影响

3．4．5 CaCl2合理添加量分析

3．5 本章小结

第四章 复合缓蚀剂和温度对铝阳极腐蚀和电化学行为的影响

4．1 复合缓蚀剂对铝阳极电化学性能的影响

4．1．1 复合缓蚀剂对铝阳极析氢速率的影响

4．1．2 复合缓蚀剂对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

4．1．3 复合缓蚀剂对铝阳极放电性能的影响

4．1．4 复合缓蚀剂对铝阳极极化曲线的影响

4．1．5 复合缓蚀剂合理添加量分析

4．2 温度对铝阳极电化学性能的影响

4．2．1 温度对铝阳极析氢腐蚀的影响

4．2．2 温度对铝阳极相对于空气电极的电极电势的影响

4．2．3 温度对铝阳极放电性能的影响

4．2．4 温度对铝阳极极化曲线的影响

4．2．5 电解液合理温度分析

4．3 本章小结

第五章 总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果