【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料制备领域，尤其涉及锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极及其制备方法。
技术介绍
1、借助粉末冶金技术，将析氧催化活性颗粒嵌入铅基体，开发铅-活性颗粒体相复合阳极成为提升铅阳极析氧活性的新策略。锌电积所用的主流阳极为pb-ag合金阳极。合金中的ag组分在服役过程会电化学氧化，以ag2o2或其水合物形式嵌入膜层，起到催化析氧反应的作用。然而，传统pb-ag阳极中ag在晶界偏析严重，ag含量达0.5-1.0wt.％，消耗量大且原子利用率低。
技术实现思路
1、针对传统锌电积用pb-ag阳极存在ag消耗量大、析氧活性不高的缺点，本专利技术提出一种锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极及其制备方法。
2、本专利技术提出的一种锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极，该复合阳极由pb和表面附着有ag的γ-mno2颗粒(ag@γ-mno2)组成，其中，pb为连续相，ag@γ-mno2为分散相，pb与ag@γ-mno2通过粉末冶金方法烧结实现冶金结合。
3、优选地，ag@γ-mno2的质量百分数为0.10～10.00wt.％。
4、本专利技术提出的一种如上述任一项所述的锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极的制备方法，包括以下步骤：
5、将kmno4溶液缓慢加入含mn2+溶液中，反应生成γ-mno2颗粒；
6、将γ-mno2颗粒分散在含ag+的溶液中，加入还原剂，获得ag@γ-mno2；
7、用混料机
8、将混合均匀的粉末压制成型，然后采用烧结炉使pb-ag@γ-mno2生坯烧结，随炉冷却至室温。
9、优选地，mn2+浓度为0.01～1.0mol/l，mno4-浓度为0.01～1.0mol/l。
10、优选地，ag+浓度为0.01～0.05mol/l；还原剂包括硼氢化钠、甲醛、水合肼中的一种或多种。
11、优选地，压制成型压力为10～30mpa，烧结温度为330～350℃。
12、本专利技术的专利技术构思及技术原理如下：
13、(1)“一石三鸟”且“无后顾之忧”的γ-mno2：尽管mno2析氧催化活性不算优异，但其在酸性体系的稳定性在过渡金属化合物中名列前茅。尤其是γ-mno2，在1.60～1.75v(vs.she)电位区间(锌电积用高活性阳极工作电位在此范围)，可以在1m h2so4溶液中循环使用8000h。因此，γ-mno2在pb-ag@γ-mno2体相复合阳极中既做催化剂，又做析氧活性组分的载体。此外，mno2可以干预溶液中mn2+的氧化沉积行为，进而抑制氧化膜层多层堆叠结构，提升氧化膜层稳定性，起到“一石三鸟”的作用。与此同时，锌电积过程中溶液中本来就有mn2+，即便mno2溶出，对阴极产品质量也无影响，“无后顾之忧”。(2)高原子利用率的析氧催化活性组分ag：在生产实践中，锌电积所用的主流阳极为pb-ag合金阳极。合金中的ag组分在服役过程会电化学氧化，以ag2o2或其水合物形式嵌入膜层，起到催化析氧反应的作用。然而，传统pb-ag阳极中ag在晶界偏析严重，ag含量达0.5～1.0wt.％，消耗量大且原子利用率低。本专利技术将ag分散负载在γ-mno2表面，既可以充分利用ag组元(ag2o2或其水合物)的析氧活性，还可大幅降低ag的消耗量(<0.1wt.％)。(3)ag@γ-mno2界面效应：界面工程是改善析氧催化剂性能的重要策略。一般地，金属/金属氧化物界面存在mott-schottky效应，可以调控金属和氧化物的ef能级，优化局域电子结构，进而协同提高催化剂的导电率、选择性和稳定性。因此，将ag分散附着在γ-mno2表面，不仅可以提高ag的利用率，还可以通过界面效应，提升活性颗粒析氧活性。(4)pb连续相可靠锚定离散ag@γ-mno2活性颗粒：金属pb熔点低，在压制-烧结过程中易液化，凝固后形成导电骨架和支撑骨架，可以实现pb与离散活性颗粒间的冶金结合。两相颗粒冶金结合不仅可以起到锚定活性颗粒的作用，还是获得具有良好机械性能的自支撑体相复合阳极的关键。
14、与现有技术相比较，本申请提出将ag分散负载在γ-mno2表面，既可以充分利用ag电化学氧化产物(ag2o2或其水合物)的析氧活性，还可大幅降低ag的消耗量(<0.1wt.％)。γ-mno2在酸性溶液中具有良好的化学稳定性和电化学稳定性，ag@γ-mno2颗粒嵌入pb基体，可以显著提升锌电积用pb阳极的析氧活性。
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1.一种锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极，其特征在于，该复合阳极由Pb和表面附着有Ag的γ-MnO2颗粒组成，其中，Pb为连续相，表面附着有Ag的γ-MnO2颗粒为分散相，Pb与表面附着有Ag的γ-MnO2颗粒通过粉末冶金方法烧结实现冶金结合。
2.如权利要求1所述的锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极，其特征在于，表面附着有Ag的γ-MnO2颗粒的质量百分数为0.10～10.00wt.％。
3.一种如权利要求1或2所述的锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极的制备方法，其特征在于，Mn2+浓度为0.01～1.0mol/L，MnO4-浓度为0.01～1.0mol/L。
5.如权利要求3所述的锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极的制备方法，其特征在于，Ag+浓度为0.01～0.05mol/L；还原剂包括硼氢化钠、甲醛、水合肼中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的锌电积用Pb-Ag@γ-MnO2复合阳极的
...【技术特征摘要】
1.一种锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极，其特征在于，该复合阳极由pb和表面附着有ag的γ-mno2颗粒组成，其中，pb为连续相，表面附着有ag的γ-mno2颗粒为分散相，pb与表面附着有ag的γ-mno2颗粒通过粉末冶金方法烧结实现冶金结合。
2.如权利要求1所述的锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极，其特征在于，表面附着有ag的γ-mno2颗粒的质量百分数为0.10～10.00wt.％。
3.一种如权利要求1或2所述的锌电积用pb-ag@γ-mno2复合阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟晓聪，章兵，刘颖泉，邹晨，杨凡，刘建华，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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