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本文根据分子结构设计的指导思想,选用天然高分子物质羧甲基纤维素(CMC)和壳聚糖(CT)为原料,通过接枝、改性合成了五种高分子表面活性剂GTMACMC、GOMACMC、GTCC、GOCC、CAPCTS,将其作为碱锰电池阳极锌的缓蚀剂,并对它们的缓蚀性能进行了测定。 合成实验中,对五种缓蚀剂的合成条件进行了优化,得到了最佳合成条件,并通过红外光谱、热重分析对合成产品进行结构表征。在红外光谱中,羧甲基纤维素衍生物GTMACMC、GOMACMC光谱中出现了羧甲基纤维素光谱中未有的甲基-CH3的吸收峰,这表明羧甲基纤维素进行了接枝反应:壳聚糖衍生物GTCC、GOCC、CAPCTS在1600cm-1处由壳聚糖中伯胺基N—H变形振动引起的中强吸收峰消失,在其它处出现相应物质的特征吸收峰,这表明壳聚糖在氨基位置上发生了取代反应。热重分析结果表明,合成的缓蚀剂产品热稳定性很好,符合碱锰电池缓蚀剂的要求。 通过锌粉腐蚀析氢实验、锌电极的腐蚀Tafel极化曲线的测量,对五种缓蚀剂产品的缓蚀性能进行了检测。析氢实验结果表明:五种缓蚀剂均有很好的抑制析氢效果,且抑制效果与缓蚀剂的量有关,在实验所讨论的范围内,羧甲基纤维素衍生物GTMACMC的量为1wt%时抑制析氢效果最佳、GOMACMC为2wt‰时最好;壳聚糖衍生物GTCC、GOCC均在0.4Wt‰时的抑制析氢效果最好,CAPCTS的最好添加量为0.5Wt‰。腐蚀Tafel极化曲线的检测结果表明:GOMACMC为混合型缓蚀剂,其它的四种均为阴极型缓蚀剂,五种物质都对阴极反应过程的析氢有很明显的抑制作用:GOMACMC在抑制氢气析出的同时,也抑制了锌的溶解,能很好的阻止电池在贮存过程中锌的自溶,但对阳极反应过程中锌的放电有一定的阻碍,阻止了电池的快速放电;GTMACMC、GTCC、GOCC、CAPCTS不仅提高了阴极过程的析氢过电位,而且对阳极放电过程具有活化作用。