外部因素對(duì)Zn-NaOH體系陽(yáng)極溶解電化學(xué)振蕩行為的影響研究.pdf

1、鋅具有平衡電位低、可逆性好、比能量高、成本低、無(wú)污染、資源豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在汽車(chē)、建筑、船舶、輕工等多個(gè)行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。然而鋅作為兩性金屬，其化學(xué)性質(zhì)特殊，在堿性環(huán)境中常涉及到鈍化和溶解。因此，鋅的腐蝕機(jī)理的研究在提高其防護(hù)性能的實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。探討鋅在陽(yáng)極溶解過(guò)程中的電流振蕩行為不僅可以加深對(duì)鋅腐蝕機(jī)理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還可以豐富非線性科學(xué)。
　　本文中采用循環(huán)伏安、恒電勢(shì)等電化學(xué)方法考察了電極電勢(shì)、外電阻、溫度、添加

2、劑、攪拌等外部因素對(duì)體系電流振蕩行為的影響，并進(jìn)一步結(jié)合功率譜和相空間重構(gòu)等非線性動(dòng)力學(xué)方法深入地分析電流-時(shí)間序列。實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出：隨著電極電勢(shì)的增大，平均振幅(Δi)隨之增大，平均周期(tp)和振蕩誘導(dǎo)期(ti)則表現(xiàn)為先減小后增大；當(dāng)給體系串聯(lián)一個(gè)外電阻時(shí)，增大電阻值使得Δi減小，tp和ti增大，另外，振蕩波形發(fā)生了明顯的變化，且當(dāng)電阻足夠大時(shí)，出現(xiàn)了11型混合模式振蕩，結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察了串聯(lián)電阻后不同振蕩階段的電極表面形貌，

3、結(jié)果指出，電流振蕩與電極表面膜的生成與溶解有關(guān)，此外，還采用電化學(xué)阻抗譜測(cè)試了振蕩周期中不同階段的電極表面阻抗，通過(guò)對(duì)比說(shuō)明外電阻對(duì)體系的影響不僅僅只有分壓的作用，更多的是引入了新的耦合機(jī)制；升高體系的反應(yīng)溫度，Δi隨溫度升高而增大，而tp和ti則隨之減小，Δi逐漸；當(dāng)在反應(yīng)中注入低濃度Cl-離子時(shí)，體系的電流振蕩行為能夠較快地恢復(fù)到原先的狀態(tài)；給體系施加強(qiáng)力攪拌時(shí)，振蕩行為消失，這表明離子擴(kuò)散過(guò)程對(duì)電流振蕩有著一定的影響。
　　

4、在上述實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)鋅在氫氧化鈉溶液中的電流振蕩行為進(jìn)行了理論研究。首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出了可能的電流振蕩機(jī)理，通過(guò)合理的假設(shè)對(duì)反應(yīng)歷程進(jìn)行簡(jiǎn)化并抽象出了一個(gè)可以描述振蕩過(guò)程的電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型，再通過(guò)線性穩(wěn)定性分析以及分支分析等方法計(jì)算得到參數(shù)平面上的動(dòng)力學(xué)行為區(qū)域圖，同時(shí)在區(qū)域圖的振蕩范圍內(nèi)選取合適的參數(shù)，進(jìn)而模擬出恒電勢(shì)條件下的電流振蕩現(xiàn)象。此外，還分別計(jì)算并繪制出了時(shí)間-濃度，時(shí)間-電流等振蕩曲線，其模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)所得的