外部因素對Zn-NaOH體系陽極溶解電化學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、無污染、資源豐富等諸多優(yōu)點，因而在汽車、建筑、船舶、輕工等多個行業(yè)獲得了廣泛應用。然而鋅作為兩性金屬，其化學性質特殊，在堿性環(huán)境中常涉及到鈍化和溶解。因此，鋅的腐蝕機理的研究在提高其防護性能的實際應用中具有重要意義。探討鋅在陽極溶解過程中的電流振蕩行為不僅可以加深對鋅腐蝕機理的認識，同時還可以豐富非線性科學。
　　本文中采用循環(huán)伏安、恒電勢等電化學方法考察了電極電勢、外電阻、溫度、添加

2、劑、攪拌等外部因素對體系電流振蕩行為的影響，并進一步結合功率譜和相空間重構等非線性動力學方法深入地分析電流-時間序列。實驗結果指出：隨著電極電勢的增大，平均振幅(Δi)隨之增大，平均周期(tp)和振蕩誘導期(ti)則表現為先減小后增大；當給體系串聯(lián)一個外電阻時，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，且當電阻足夠大時，出現了11型混合模式振蕩，結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、結果指出，電流振蕩與電極表面膜的生成與溶解有關，此外，還采用電化學阻抗譜測試了振蕩周期中不同階段的電極表面阻抗，通過對比說明外電阻對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制；升高體系的反應溫度，Δi隨溫度升高而增大，而tp和ti則隨之減小，Δi逐漸；當在反應中注入低濃度Cl-離子時，體系的電流振蕩行為能夠較快地恢復到原先的狀態(tài)；給體系施加強力攪拌時，振蕩行為消失，這表明離子擴散過程對電流振蕩有著一定的影響。
　　

4、在上述實驗測試結果的基礎上，對鋅在氫氧化鈉溶液中的電流振蕩行為進行了理論研究。首先根據實驗事實提出了可能的電流振蕩機理，通過合理的假設對反應歷程進行簡化并抽象出了一個可以描述振蕩過程的電極過程動力學模型，再通過線性穩(wěn)定性分析以及分支分析等方法計算得到參數平面上的動力學行為區(qū)域圖，同時在區(qū)域圖的振蕩范圍內選取合適的參數，進而模擬出恒電勢條件下的電流振蕩現象。此外，還分別計算并繪制出了時間-濃度，時間-電流等振蕩曲線，其模擬結果與實驗所得的