基于正交试验的电置换提镉工艺优化及电化学研究

提出一种基于微电流作用下的提镉新工艺,采取正交试验考察各工艺参数对海绵镉提取过程的影响,并对Zn SO4+Cd SO4混合溶液中Zn2+、Cd2+的阴极行为进行电化学研究。结果表明:各因素对提镉率的影响由大到小的顺序依次为温度、p H、极距、电流密度、阴阳极面积比;最佳工艺条件为p H=1、极距3 cm、电流密度400 A/m2、温度90℃、阴阳极面积比1:2,在此条件下电置换1 h提镉率达到79.31%;镉先于锌在阴极析出,当锌开始析出时,溶液中镉离子浓度已降到很低,最低可降至0.528 mg/L。混合溶液阴极沉积的表观活化能为6.379 k J/mol,在60~90℃时属于扩散步骤控制。     

氨性体系超声耦合锌电加强置换提镉工艺及阳极反应机理（英文）

采用单因素实验法研究有超声耦合时氨性体系中锌电加强置换提镉的优化工艺条件。结果表明,在温度35°C、阴阳两极极板面积比1:2、阳极电流密度15 A/m~2、耦合超声频率为40 kHz、超声功率100 W条件下以锌板为阳极置换溶液中的镉6 h,镉的置换率为99.21%,且显著抑制"漂浮海绵镉"的产生。采用循环伏安法和线性扫描伏安法,对比研究氨性体系下有/无超声耦合时锌电加强置换提镉的阳极反应机理。循环伏安法表明超声波能促进置换反应的进行,加快置换反应速率,减小电加强置换反应所需电压,改变反应控制步骤;线性扫描伏安法表明,温度及超声功率的增加均能够促进电加强置换反应的进行,加快反应速率,降低置换自发反应所需电位。     

"牺牲"阳极法合成乙醇钽研究

研究了“牺牲“阳极法电化学合成乙醇钽过程中,添加剂种类与浓度、电解液温度、阴阳极极距和电流密度的影响.选取最佳合成条件为:四甲基氯化铵0.04 mol/L,温度为电解液的沸腾温度,极距约2 cm,电流密度220 A/m2.电合成的混合液经常压蒸馏和减压蒸馏,得到产品用红外光谱、拉曼光谱和元素分析进行表征,确定了产品为乙醇钽.电合成的电流效率大于95%,产品蒸馏时钽的直收率82.8%.     

锌冶炼含镉烟尘制备高纯镉粉的新工艺

采用硫酸浸出锌冶炼含镉烟尘,得到含镉硫酸浸出液,在硫酸镉浸出液中加入双氧水和FeCl3溶液,用NaOH溶液调节pH值后过滤,将滤液加入NaOH溶液中得到Cd(OH)2粉体,采用氢气还原得到镉粉。结果表明:当硫酸浓度为110 g/L、反应温度为65℃时,镉浸出率达99.63%。双氧水用量为理论量10倍、n(Fe)/n(As)为3:1、pH=5.5时,砷的去除率达99.5%,得到净化的硫酸镉溶液。将硫酸镉溶液以缓慢加料方式加入浓度为2 mol/L的NaOH溶液中,反应温度为25℃,控制终点pH=10,过滤洗涤得到粒径为10~20μm的Cd(OH)2粉体,采用氢气还原Cd(OH)2粉体,在反应温度为310℃、反应时间120 min、氢气流量40 L/h时,得到平均粒径为49.61μm的球形镉粉。     

镍质多孔材料的电镀修饰

电镀生成多孔膜是可行的,研究结果表明:溶液pH值、极距、添加剂、Ni2 浓度、电镀时间、电流密度对膜的透气度和最大孔径影响显著,温度的影响也较大.正交试验的结果得出了以上七个因素对电镀效果的影响次序.根据正交试验结果,综合考虑产品的透气度和最大孔径,本文确定最佳条件为:pH值4.5～5,极距30mm.Ni2 浓度20g/L,添加剂浓度0.15g/L,电流密度300A/m2,电镀时间20mim,温度40℃.在此条件下可制得孔径小于0.32μm,透气度为3×10.m/Pa·h的膜.     

电解参数对高硅铸铁阳极板腐蚀速率的影响

通过通电腐蚀试验测失重的方法,对不同电解参数(电流密度,电解液温度,HNO_3含量,Cr~(6+)含量)对高硅铸铁试样腐蚀率的影响进行了研究,并采用灰关联分析的方法,得到了不同电解参数对高硅铸铁试样腐蚀率的关联度。结果表明,电流密度、电解液温度是影响高硅铸铁阳极板腐蚀率的主要因素,而HNO_3含量和Cr~(6+)含量对高硅铸铁阳极板腐蚀率的影响较小,所以在高硅铸铁阳极板的正常工作中,电流密度,电解液温度应当成为主要的控制因素。     

氨-硫酸铵溶液中萃取分离锌镉

研究Mextral54-100(HA)和Mextral54-100+TRPO(HA+TRPO)两种萃取体系从氨-硫酸铵溶液中萃取分离锌镉的性能,确定出锌镉分离的最佳工艺。结果表明:HA+TRPO萃取体系在初始pH为7.2时对锌具有较高的选择性萃取能力,而不同pH条件下两种萃取体系对镉的萃取能力均很低。因此,宜采用HA+TRPO体系在初始pH为7.2条件下萃取锌,镉不被萃取而留在溶液中,实现锌与镉的分离。对于锌的萃取,采用0.4 mol/L HA+0.05 mol/L TRPO的协同萃取体系,在温度为25℃,初始pH为7.2,O/A相比为1:1的条件下,经2级萃取,锌萃取率为99.2%,镉的萃取率小于5%;对负载锌有机相,在温度为25℃,相比为2:1,硫酸浓度为0.1 mol/L的条件下,经2级反萃,锌反萃率为99.9%。萃余液中的镉可通过化学沉淀法将其沉淀回收。通过选择合适的萃取体系和萃取条件,获得了氨-硫酸铵溶液中萃取分离锌和镉的最佳工艺流程和技术参数。     

乙内酰脲体系无氰电镀镉工艺

目的开发一种新型的无氰镀镉工艺,替代传统的氰化镀镉。方法以海因和柠檬酸为主、辅络合剂,通过选用光亮剂和表面活性剂获得无氰镀镉工艺配方,优化pH值、电流密度和温度等工艺参数。按规定的方法测试镀液的分散能力、深镀能力。利用SEM、三维显微镜观察镀层的微观形貌,通过极化曲线和循环伏安曲线讨论镀液的极化度和成膜机理,利用塔尔菲尔曲线和点滴实验测试其耐蚀性。结果镉电沉积是通过"成核/生长"机理进行的,乙内酰脲体系无氰镀镉双络合剂协同作用明显,镀液极化能力强。与氰化镀镉相比,该工艺电流效率提高20%,沉积速率提高30%,分散能力可达89%以上,镀液深镀能力和镀层结合力检验合格,镀层表面光亮细致,钝化膜彩虹色明显。无氰镀镉层耐蚀性优于氰化镀镉层,与氰化镀镉钝化层相比,钝化封闭后,自腐蚀电流密度降低至之前的1/15,耐蚀性显著提高。结论该配方及工艺条件为:硫酸镉30～50 g/L,硫酸钠60～100 g/L,乙内酰脲60～70 g/L,柠檬酸20～40 g/L,光亮剂1～3 g/L,表面活性剂1～3g/L,pH=5～6,温度15～35℃。镀液镀层各项性能优越,完全可以替代氰化镀镉工艺用于我国飞机和航空发动机钢结构的防护。     

离子交换膜电解槽中电沉积金属镍(英文)

对离子交换膜电解槽中电沉积金属镍的条件进行优化。研究镍(II)及硼酸浓度、pH及温度对电沉积镍的电流效率和能耗的影响。电解槽阴极液为含硼酸的硫酸镍溶液,阳极液为硫酸溶液。采用阴离子交换膜将阴、阳极室隔开,同时维持极室间的导电性。结果表明:阴极电流效率随镍和硼酸浓度以及pH值的增加而提高,随电流密度和搅拌速率的增大而降低。得到的优化电解条件为:Ni40g/L、硼酸40g/L、温度42oC、pH6、阴极电流密度300A/m2。在该条件下的电流效率为97.15%。     

离子膜电解还原Eu~(3+)

针对溶液中Eu~(3+)离子难还原等问题,采用离子膜电解法对溶液中Eu~(3+)的还原进行试验研究,考察不同阴、阳电极材料,阳极液、阴极液成份及酸度,电流密度等工艺条件对Eu~(3+)还原的影响,确定最佳工艺参数。结果表明:钌系多元混合物涂层钛阳极、金属钛阴极,阳极液为含1 mol/L盐酸溶液的氯化钙溶液、阴极液为富铕料液,电流密度为500 A/m2时,经过7.5 h,Eu~(3+)的电解还原率大于95.5%,电解还原电流效率大于80%,槽电压稳定,无铕损失;经过工业化连续运行,Eu~(3+)的电解还原率大于94%。     

铝电解槽磁场和熔体流动速度的研究

文献中对铝电解槽工作空间内的质量交换过程的规律性进行了一系列试验研究。已知的计算电流效率的公式中考虑了电流密度、极距、电解槽几何尺寸和电解质温度诸因素。但是,由于没有关于工业电解槽中熔体     

X65/316L电偶对在模拟油田产出水中的电偶腐蚀行为

采用电化学方法研究了X65/316L电偶对在模拟油田产出水环境中的电偶腐蚀行为。结果表明,在pH值为7.15的模拟油田产出水中,当阴阳极面积比为2、1和0.5时,电偶电位在-708～-735mV之间,随着阴阳极面积比的增大,电偶电位正移,阳极电偶电流密度增大,但阴极电偶电流密度的变化范围不大。(SCE)电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大。阴阳极面积比为1时,电偶电流密度随pH值的减小而增大。     

铝硅铁合金可溶阳极电解提取金属铝的研究

以低品位含铝资源或含铝固体废弃物为原料用碳热还原制取的铝硅铁合金作为可溶性阳极、以NaCl-KCl-Na_3AlF_6为电解质体系、采用熔盐电解法从铝硅铁合金中提取金属铝进行了试验研究。通过X射线衍射物相分析和扫描电解分析对铝硅铁合金及电解提取的铝和电解剩余物进行了分析,结果表明,以铝硅铁合金为可溶阳极,在电流密度为0.60 A/cm~2,电解温度为690℃,极距为3 cm,电解时间5 h的最优条件下,试验的电流效率可达到70%以上。电解后得到的阴极产品中Al的含量为93.21%,Si含量为4.54%,Fe含量为1.21%。阴极产品中硅铁杂质主要来源于铝硅铁合金阳极中铝硅共晶低熔点合金的掉落。     

316L不锈钢电化学着黑色研究

目的 调整316L不锈钢表面组成结构,改善表面性能,获得表面着黑色最佳电化学工艺条件。方法 通过电化学方法在除油抛光活化的316L不锈钢表面发生阳极氧化,研究了活化液浓度、阴阳极极板面积比、电解液的硼酸用量、电化学氧化电流密度、终止电压、阳极氧化时间、氧化温度对着色膜颜色效果、结合力、重现性的影响;研究了着黑色不锈钢与未着色不锈钢在酸碱盐水溶液体系中的表面腐蚀性能;探讨了着色条件对着色膜性能的影响及着色机理。结果 磷酸活化液浓度对着色效果影响显著,浓度越高活化的不锈钢板着黑色越纯正,但膜层结合性变差;着色液组成决定着着色膜颜色变化的范围。着色时间是影响着色膜颜色的主要因素,随着色时间的延长,膜层颜色呈现青、黄、红、黑变化。温度是影响着色膜层与不锈钢基材结合紧密程度的主要因素,25 ℃下形成的膜层与基体的结合最为紧密;电极阴阳极面积比是影响着色膜均匀程度的主要因素,阴阳极面积比为1∶1时,着色膜的一致性最好。结论 获得了316L不锈钢着纯正黑色膜层的最佳条件,磷酸活化液浓度为1.5 mol/L,电解着色液组成为30 g/L K2Cr2O7+20 g/L MnSO4.4H2O +40 g/L (NH4)2SO4 +10 g/L H3BO3,阴阳极板对应面积比为1∶1,着色温度为25 ℃,着色电压为2~4 V,阳极电流密度(DA)为0.20 A/dm²,阳极氧化时间为720 s。着黑色不锈钢膜层腐蚀性研究表明在含氯离子的中性水溶液环境中耐腐蚀性明显提高。     

电解工艺参数对铟微粉纯度和粒度的影响(II)

研究了电解工艺制备铟微粉时,电解温度、极距、导电盐浓度、电解液pH、添加剂种类对粉体纯度和粒度的影响。结果表明：电解最佳工艺参数为In₃₊浓度为30g/L,电流密度为130 A/cm₂,连续电解时间为1h,NaCl浓度80g/L,极距5cm,硫脲浓度0.3g/L,明胶浓度0.5g/L,pH=2.5,聚乙烯吡咯烷酮用量为0.2g/L。在此工艺条件下电解,极距的大小,基本不影响粉体的纯度,但对粉体的粒度影响较大;NaCl浓度对粉体纯度影响最大;电解液温度越高,所得粉体粒度变大,粉体纯度降低;电解液的pH既影响粉体的纯度,又影响粉体的粒度;添加剂硫脲对粉体的枝晶生长有抑制作用。在此工艺参数下电解1h,可得到粒度小于100μm的铟微粉,其中粒度小于30μm的占75%,粉体纯度为99.98%,平均电流效率达70.10%。     

采用熔融碱法从红土镍矿中提取硅

通过正交试验,研究红土镍矿熔融碱法提硅过程中反应温度、反应时间、碱矿质量比及搅拌速度对SiO2提取率的影响.结果表明:试验过程中各因素对SiO2提取率的影响由大到小的顺序为反应温度>反应时间>碱矿质量比>搅拌速度;最佧的试验条件为反应温度550℃,反应时间20 min,碱矿质量比4:1,搅拌速度400 r/min;按照最佳条件进行实验,SiO2的提取率可达93%以上,镍、铁和镁等元素富集于渣中,氧化镍的质量含量达到2.92%.     

油田污水中阴极保护电流密度取值的影响因素

在阴极保护设计中,保护电流密度的取值是个十分重要的参数。实践证明,电流密度取值的影响因素比较多。为了找出液体环境中阴极保护电流密度的影响因素,采用电化学综合测试仪器,研究了温度、pH、极化程度四个因素对电流密度取值的影响。结果表明,溶液温度、pH、极化程度是影响电流密度取值的主要因素。     

铝合金电泳涂装工艺研究

试验研究了电压、温度、时间等因素对环氧树脂涂膜厚度及膜层外观的影响,确定了环氧树脂阴极电泳涂装的最佳工艺条件:固体分17%～19%,pH值6.0～6.4,温度28℃～32℃,电压75 V～85 V,时间120 s～150 s.在电沉积过程中,初期涂膜增长速度很快,电流密度迅速减小;150 s后,涂膜停止生长,电流密度维持在很低的数值上.     

一株抗镉真菌的分类学鉴定和镉吸附

研究一株高抗镉真菌M1的分类学鉴定和镉吸附影响因素。通过分子生物学方法获得ITS 和β-微管蛋白的基因序列,并进行测序和分析;采用摇瓶振荡培养方法研究影响镉生物吸附能力的因素;采用傅里叶红外光谱对菌丝的镉吸附机理进行初步分析。基因序列相似性比较和系统发育树构建均表明该真菌与淡紫拟青霉的关系最近,表明真菌M1在分类学上属于淡紫拟青霉菌。活的和失活菌丝体分别在起始pH值为6~7和5~7的范围内表现出较好的吸附能力,镉溶液浓度为100 mg/L 时吸附效率最好。锌和锰对菌体的镉吸附有些许影响,而铜和铅对它的镉吸附影响明显。红外光谱分析表明：菌体吸附镉主要与羰基、羟基和氨基等基团有关。实验结果表明：真菌M1在重金属的生物修复中具有较好的应用前景。     

工艺因素对氨基磺酸盐镀铟阴极电流效率的影响

对氨基磺酸盐体系镀铟阴极电流效率的影响因素及其规律进行了系统的研究,通过分析镀液pH值、电流密度、镀液温度、添加剂以及电镀时间与阴极电流效率的关系,确定了镀铟最佳工艺参数.结果表明:当pH值为1.8～2.0,电流密度为1.8～2.2 A/dm2,温度为20～30 ℃,胺类添加剂加入量少于0.2g/L,电沉积1min,可以获得银白色的铟镀层,且阴极电流效率达到80%以上.