石墨烯/硫酸铅复合材料的制备及其在铅酸电池中的电化学性能

利用简单的浸渍法制备了石墨烯/硫酸铅复合材料,使得硫酸铅可以直接用作铅酸电池负极材料。该复合材料分别以100 mA·g^-1、200 mA·g^-1和300 mA·g^-1电流密度放电时,平均放电比容量分别可达到110、94和69 mAh·g^-1,而硫酸铅仅为49、5和0.5 mAh·g^-1,显示出复合材料在高倍率充放电下更好的比容量和再接受充电能力。循环伏安测试表明石墨烯的电容效应随扫描速率增大而增强,同时析氢也变得严重,使得复合材料在充放电过程中充电效率比纯硫酸铅低20%。在充放电过程中,石墨烯能够提高硫酸铅1倍以上的放电容量,并将充电电压提高0.1 V。XRD和SEM结果显示硫酸铅均匀分布在石墨烯片层上,没有出现团聚现象。     

铅上阳极硫酸铅膜的还原过程

采用线性电位扫描法、电位阶跃法, 结合交流阻抗跟踪对铅在4.5mol.dm^-^3H2SO4中-0.6V(vs. Hg/Hg2SO4/4.5mol.dm^-^3H2SO4)极化20min形成的阳极硫酸铅膜的阴极还原进行研究。实验结果表明该膜大部分能被还原, 其中的硫酸铅颗粒先在表面按扩散控制下的三维瞬时成核与生长机理被还原, 然后Pb^2^+自颗粒内径向扩散至已生成的铅层表面上进行还原。颗粒中微粒间的液膜为离子输运的主要途径。     

层状碳及层状碳/硫酸铅复合材料的制备与应用

碳酸钾或碳酸钠颗粒作催化剂基底,采用化学气相沉积（CVD）制得类似于石墨烯的层状碳材料,并经原位化学沉积可得层状碳/硫酸铅复合材料. 用X射线衍射（XRD）、热重分析、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析与测试样品. 结果表明,层状碳为无定型碳层,复合材料为无定型碳层与附着其上的细小硫酸铅颗粒的复合. 上述层状碳和复合材料作为负极添加剂应用于铅酸电池中,测试了电池电化学性能. 结果表明,电池大电流放电比容量和循环寿命均明显提高. 通过电化学交流阻抗谱图（EIS）、充放电曲线和负极失效后的SEM照片证实,加入添加剂能够降低反应阻抗、减小极化及有效抑制极板硫酸盐化.     

阳极二氧化铅膜的阴极还原为硫酸铅的机理

应用旋转环盘电极, 和静止电极线性电位扫描法(LSV)研究铅上阳极PbO~2膜的阴极还原为PbSO~4的机理。实验结果表明相应于Pb盘上阳极膜中PbO~2还原时所产生的Pb-7w/oSb环电流是原先PbO~2膜生长时析出的氧扩散入膜中以及膜内的PbO~2微粒中的品种逸出而被还原所致。无可溶性中间体可被检出。扫速对静止Pb上阳极膜中PbO~2的LSV法还原的影响符合薄膜反应的规律。本文提出了上述反应机理。     

铅及铅锑合金阳极膜中硫酸铅的氧化过程

应用电位阶跃和交流阻抗法分别研究铅和Pb-5wt% Sb合金在4.5mol·dm^-^3H~2SO~4(30℃)中于1.3V(vs. Hg/Hg~2SO~4, 下同)生长20min后的阳极膜在0.9V还原5min后再在1.4V将膜中硫酸铅氧化的过程。实验结果表明在0.9V还原二氧化铅而得到的硫酸铅能在1.4V于1min内氧化为二氧化铅。这是由于此种硫酸铅处于硫酸铅颗粒表层的缘故。至于颗粒内部由铅直接生成的硫酸铅的氧化为二氧化铅就要缓慢得多。合金中的锑能使二氧化铅晶核形成和生长速率显著降低。     

石墨烯/硫酸铅复合材料的制备及其在铅酸电池中的电化学性能

利用简单的浸渍法制备了石墨烯/硫酸铅复合材料,使得硫酸铅可以直接用作铅酸电池负极材料。该复合材料分别以100 mA.g-1、200 mA.g-1和300 mA.g-1电流密度放电时,平均放电比容量分别可达到110、94和69 mAh.g-1,而硫酸铅仅为49、5和0.5 mAh.g-1,显示出复合材料在高倍率充放电下更好的比容量和再接受充电能力。循环伏安测试表明石墨烯的电容效应随扫描速率增大而增强,同时析氢也变得严重,使得复合材料在充放电过程中充电效率比纯硫酸铅低20%。在充放电过程中,石墨烯能够提高硫酸铅1倍以上的放电容量,并将充电电压提高0.1 V。XRD和SEM结果显示硫酸铅均匀分布在石墨烯片层上,没有出现团聚现象。     

PbSO4纳米片晶的微乳法制备与自组装

采用水（溶液）／Triton X-100／环己烷／正戊醇微乳体系，制备片状PbSO4纳米晶，并利用TEM对产物进行了表征。考察并初步讨论了微乳体系中几种因素对其尺寸及形貌的影响以及PbSO4纳米晶在微也液中的生长和自组装机制。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定废蓄电池硫酸铅及其脱硫物中的硫

建立废蓄电池硫酸铅及其脱硫物中硫含量的测定方法。样品采用硝酸、盐酸消解样品,电感耦合等离子体原子发射光谱法测定废蓄电池硫酸铅及其脱硫物中硫的含量。在选定的仪器工作条件下,大量Pb,Al,Fe等基体元素的存在不影响硫的测定。硫的质量浓度在0.00~80.00 mg/L范围内与其光谱强度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.999 9,检出限为0.14 mg/L。测定结果的相对标准偏差为2.18%~5.22%(n=11),样品加标回收率在95.0%~104.2%之间。该方法的测定结果与重量法测定结果一致。该方法简单易行,测定结果准确可靠,重复性好,可用于废蓄电池硫酸铅及其脱硫物中硫的测定。     

硫酸铅分离-EDTA滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中的铅

建立了用硫酸形成硫酸铅沉淀加以分离,再用EDTA络合滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中铅量的方法。试样用盐酸、硝酸、硫酸、氟化氢铵和高氯酸溶解,用硫酸沉淀铅与其它干扰元素分离,沉淀溶解于乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,以巯基乙酸掩蔽铋,抗坏血酸掩蔽铁,二甲酚橙作指示剂,用Na2EDTA标准滴定溶液滴定溶液中铅含量,采用火焰原子吸收光谱法测定滤液中铅含量加以补正。实验结果表明,沉淀时硫酸(1+24)加入量为50 mL,无水乙醇加入量为10 mL,乙酸-乙酸钠缓冲溶液加入量为30 mL。方法相对标准偏差(RSD)在0.35%~1.5%,加标回收率为在99.0%~101%。完全满足生产控制分析的要求,同时也可以作为类似物料中铅分析的参考方法。     

复杂高铋物料中铅的Na2EDTA滴定法测定

复杂高铋物料中,铋、砷、锑、锡四元素含量高且共存时会影响铅的测定。特别是铋含量高时对铅的测定影响大。实验用EDTA—酒石酸联合掩蔽铋、砷、锑、锡,在稀硫酸介质中以硫酸钾为沉淀剂,使铅生成硫酸铅钾复盐沉淀而与铋、砷、锑、锡、铁、铜、锌、铝、钴、镍等干扰离子分离,沉淀以乙酸-乙酸钠浸取,二甲酚橙为指示剂,Na2EDTA滴定法测定铅。试验进一步优化了测定条件,确定最佳条件：硫酸（1 1）加入量为7mL、硫酸钾用量为5g、煮沸时为5min、沉淀陈化时间为2h、EDTA 50g/L 加入量为10mL、酒石酸用量为0.5g,铅的回收率99.70% ～100.65%。将实验方法应用于测定复杂高铋物料中铅,标样BY0111-1与给定值一致,相对标准偏差（n=11）RSD 0.20%～0.23%,满足生产测试要求。