陽極氧化硫酸鉛膜的固相電解還原機理探討

摘要：鉛酸電池廢舊鉛膏的回收問題一直是當前科學工作者關注的重要問題,同時廢舊鉛膏中硫酸鉛作為最難處理的成分之一,其具體的固相電解還原過程可行性和作用機理尚不明確。從廢舊鉛膏的固相電解還原為出發點,著重研究硫酸鉛的固相電解還原機理和實際可行性。采用循環伏安曲線在鉛電極表面陽極氧化形成硫酸鉛膜,利用線性掃描伏安和恒電位階躍方法研究硫酸鉛膜在40℃、200g/L的(NH4)2SO4溶液中的陰極還原過程。結果表明,硫酸鉛電解還原過程遵循擴散控制下的三維瞬時形核與生長機理,計算得到對應的交換電流密度為2.753×10^-9 A/cm2,表觀傳遞系數為0.314 7。模擬硫酸鉛在200A/m2電流密度下的固相電解試驗。結果表明電解產物中鉛元素質量分數占比為97.2%。即使在還原后期有析氫反應發生,電流效率仍可達到85.57%,對應的每噸硫酸鉛固相電解能耗為609.6kW·h。