高云芳，姚秋实，徐　新，吴　翠，茆志友

(浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014)



PbSO4改性活性炭析氢行为的研究

高云芳，姚秋实，徐新，吴翠，茆志友

(浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014)

摘要：以Pb(NO3)2为铅源，采用浸渍沉淀法制备了PbSO4改性活性炭材料(PbSO4/AC)，并进行了XRD，SEM，EDS表征.结果表明：活性炭表面均匀分布着50～100 nm的PbSO4晶粒，随着Pb(NO3)2浓度的增加，PbSO4晶粒的数量和尺寸也增加.采用稳态极化法研究了PbSO4/AC的析氢行为，计算了相应的动力学参数.结果表明：与活性炭空白电极相比，在相同电流密度下，PbSO4/AC电极的析氢过电位获得较明显提高.析氢速率随着Pb(NO3)2浓度的增加而减小，当Pb(NO3)2浓度大于0.5 mol/L时,析氢速率变化不大.活性炭经PbSO4改性后，析氢反应的塔菲尔方程中a值的增加幅度达20%～30%，交换电流密度i0降低1～2个数量级.

关键词：PbSO4;活性炭;稳态;析氢;动力学参数

近年来，化石燃料的急剧消耗和全球气候恶化迫切需要开发可持续再生的新能源和储能装置.碳材料在新型储能材料中的应用引起了广大学者的研究[1-3].多种炭材料，如活性炭、碳纳米管、乙炔黑和石墨等都被添加到铅蓄电池中，旨在改善负极大电流放电、深放电条件下的性能，抑制不可逆硫酸盐化[4-7].然而，炭材料的加入也带来了一定的负面效应，在电池充电末期，负极易析出大量氢气，造成电池失水，进而导致电池失效[8-9].为了减少析氢副反应的发生，一些学者对炭材料进行了改性.Zhao Li等[10-11]在研究铅蓄电池负极用活性炭添加剂时，提出在活性炭中添加……