超细铜粉的新型电沉积制备及表征

采用对电解液进行超声分散的新型电沉积法,制备超细铜粉,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和激光粒度分析(SL)对所得粉末进行表征,研究电解液中Cu2+浓度对粉末形貌、粉末粒径以及电流效率的影响,深入探讨粉末的形成机理.结果表明:所生成的粉末为fcc结构的单质铜;取决于乳化液中表面活性剂的分布,粉末具有鱼骨状和不规则状两种形貌;随着电解液浓度从0.03 mol/L增加到0.09 mol/L,铜粉的平均粒径从0.92 μm线性增加到1.8 μm,电流效率从65.5%线性提高到91.3%.     

从蚀刻废液中隔膜电沉积金属Cu板新工艺研究

以铜始极片为阴极、石墨板为阳极,在有以阳离子交换膜为隔膜的电解槽中,从酸性CuCl2蚀刻废液电沉积金属铜板。研究了阴极液中起始Cu2+浓度、起始Cl-浓度、阴极电流密度、电解温度和极距等因素对电沉积的影响。最佳条件为:起始Cl-浓度5.5 mol/L,起始H+浓度3.0 mol/L,添加剂0.2g/L,阴极电流密度350 A/m2,电解温度36℃,极距5 cm,Cu2+浓度从40 g/L降低至20 g/L。在最佳工艺条件下,阴极电流效率达到92.77%,平均槽电压小于3 V;阴极上可以得到平整致密的金属铜板。阴极电解废液中的Cu2+浓度降低到20 g/L左右,可返回蚀刻过程配制蚀刻新液。     

溶液沉淀-氢还原法制备纳米钴粉

以CoSO4溶液和NaOH溶液为原料,通过将二者混合反应得到Co(OH)2沉淀,再将沉淀清洗、干燥、氢气还原得到纳米钴粉.研究了CoSO4溶液、NaOH溶液浓度以及还原温度对钴粉粒度的影响.结果表明:CoSO4溶液的初始浓度为0.8mol/L时,最终得到的钴粉BET粒度最小,达到15.8nm;钴粉粒度随NaOH溶液浓度降低而减小,NaOH溶液浓度为0.4mol/L时,钴粉BET粒度为16nm;温度对钴粉粒度影响大,还原温度越低,钴粉粒度越细,350℃还原可以得到平均粒度44nm钴粉,其形状基本为球形,分散度好.     

新型超细钴粉的制备及添加剂对其性能影响

以自制Co(OH)2为原料,利用高温液相多元醇还原法制备超细钴粉。重点考察了不同表面活性剂对其性能的影响。利用SEM、XRD、BET和激光粒度分析仪,对钴粉进行了表征。结果表明多原醇还原的钴粉为球形,以面心立方晶体为主,钴粉粒度分布较窄,平均粒径小于0.7μm,比表面积为3.46 m2/g,钴含量>99.5%。     

乙二醇还原制备超细钴粉

以硝酸钴、碳酸钴和硫酸钴为原料,制备Co(OH)2,乙二醇为溶剂和还原剂,制备了分散性较好的球形超细钴粉。研究了不同钴盐制备的前驱体Co(OH)2对后续反应的影响及单位体积乙二醇中Co(OH)2和NaOH加入量及反应时间、温度和添加剂对钴粉的粒径和形貌的影响。用SEM和XRD测试钴粉的粒子形貌、晶体结构。结果表明,乙二醇还原的钴粉为球形,晶体结构以面心立方为主,平均粒径0.8μm,钴含量>99.5%。     

固体氯化铅直接电解提取铅工艺研究

对固体氯化铅直接电解过程进行了研究。实验考察了阴极电流密度、电解温度、盐酸浓度、NaCl浓度、PbCl2质量等因素对电流效率、槽压和沉积物质量的影响。结果表明,当阴极电流密度为200 A/m2,温度为65℃,氯化钠浓度为2 mol/L,盐酸浓度为0.1 mol/L,阴极板上固体氯化铅质量为20 g时,阴极电流效率可达98%以上,槽压控制在2 V左右。     

液相还原法制备纳米钴粉试验研究

研究了以硫酸钴为原料、硼氢化钠为晶核引发剂、水合肼为还原剂、PVP为分散剂,通过液相还原法制备纳米钴粉,考察了体系pH、温度、硫酸钴浓度等对钴粉粒径的影响,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜对纳米钴粉进行表征。结果表明:在Co~(2+)浓度为0.03~0.04 mol/L、硼氢化钠质量浓度为0.4g/L、温度为40~45℃、体系pH=10条件下,制得的纳米钴粉粒径在40~90nm之间。     

硫酸介质中阴离子交换膜电解氧化铈(Ⅲ)的研究

研究了阴离子交换膜体系电解氧化硫酸稀土溶液中铈( )为铈( )的条件。混合硫酸稀土浓度为0.1839mol/L,电流密度为500A/m2,阳极液线速度大于0.23m/s时电流效率可达到80%。阳极液与阴极液酸度为1.5mol/L时可以得到理想的电流效率和槽电压。     

废铅膏在酒石酸钠体系直接固相电解制备粗铅

研究了利用酒石酸钠电解液对硫酸铅和废铅膏进行直接固相电解制备粗铅的工艺可行性。探索了阳极材质、电解液浓度、添加剂、电流密度、极距、电解温度等工艺条件对电解过程电流效率和电解能耗的影响。采用双盐桥参比电极对电解过程阴阳极电位进行监测,确立了最优工艺条件。在酒石酸钠浓度1 mol/L、电流密度375 A/m2、异极距15 mm、温度50 ℃条件下固相电解硫酸铅,电流效率可达96.7%,吨铅电解能耗为676 kWh,获得电解铅纯度为99.8%。在上述条件下,固相电解废铅膏,其电流效率为91.60%,吨铅能耗1 068 kWh,铅纯度为98.74%,电解液可通过补充氢氧化钠实现循环再生利用。     

分步还原法制备电子浆料用球形银粉及其形貌与粒径

采用分步还原法制备银粉,即以硝酸银为银源,硼氢化钠为还原剂制备出晶种,然后还原硝酸银制备银粉,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析,研究还原剂的种类、晶种数量、溶液体系中还原剂的浓度及硝酸银浓度对银粉形貌和粒径的影响。结果表明:采用强还原剂制备的银粉团聚严重,粒径不均匀;当体系中还原剂浓度太小(0.05 mol/L)或太大(0.25 mol/L)时,银粉粒径很小,团聚严重;当加入的晶种数量较少时(1 m L),银粉粒径不均匀,而当晶种数量较大(3 m L)时,银粉粒径很小,团聚严重;随硝酸银的浓度从0.05 mol/L增加到0.20 mol/L,银粉粒径先增大后减小。采用还原性较弱的抗坏血酸为还原剂,晶种体积为2 m L,体系中C6H8O6和Ag NO3的浓度均为0.15 mol/L时,制备出表面光滑、分散性较好、粒径均匀、粒度为1.5μm的球形银粉。     

阳离子膜电解法制备氧化钕的研究及表征

提出了一种新颖的阳离子膜电解制备氧化钕的方法。以氯化钕溶液为原料,首先经过电解转化沉淀析出氢氧化钕,再经煅烧获得氧化钕。循环伏安测试和热力学分析结果表明,氯化钕溶液电解制备氢氧化钕过程是电解脱酸和氢氧化钕沉淀析出的耦合过程,两者既相互促进又相互制约; 同时研究了氯化钕溶液初始浓度、电流密度和电解时间对电解过程电流效率的影响,结果表明,当氯化钕溶液初始浓度为0.3 mol/L,电流密度为250 mA/cm2,电解时间为60 min时,电流效率为92%。电解产物氢氧化钕经过煅烧可获得由大量棒状晶体团聚而成的氧化钕,颗粒中值粒径处于19.6~23.5 μm之间。本研究为氧化钕的制备提供了一个新的思路。      

电化学溶解镍基高温合金废料的研究

采用电化学溶解法对含Co、Cr、Al、W、Mo、Hf等金属的镍基高温合金废料在硫酸中的溶解过程进行研究。考察了电流密度、电解液酸度、温度、电解液Ni 2+浓度对电解过程的影响。结果表明,在阳极电流密度300A/m2、硫酸浓度1mol/L、电解液温度40℃的条件下平均槽电压为2.4V,电解1t合金的能耗为2 083kWh,电流效率98.46%。与硫酸体系相比,盐酸体系下稀散金属能在阳极泥中得到更好的富集。     

熔盐电解法制备铝镁合金过程电流效率和反电动势研究

以氧化镁为原料,在MgF2-LiF-KCl电解质体系中采用熔盐电解制备铝镁合金,考查电解时间、电流强度对电流效率以及合金中镁含量的影响,并采用连续脉冲—计算机法测量电解过程反电动势的变化。结果表明,电流效率随电流密度和电解时间的增加先增大后减小;镁含量随电流强度的增加先增大后减小,随电解时间逐渐增大。在3A的电流强度下电解2h的电流效率达87%,加料前后平均反电动势降低0.5V,氧化镁(1%)的加料周期约45min。铝镁合金中镁浓度分布比较均匀,无明显偏析现象。     

甲基磺酸体系同槽电解制备精铅和二氧化铅

研究了甲基磺酸体系中同槽电解沉积制备铅和二氧化铅的工艺,考察了槽电压、温度、铅离子浓度、游离酸浓度对阴、阳极电流效率、电耗和二氧化铅晶型比例的影响。结果表明,当电解槽电压从2.1 V提高到2.3 V时,阴极和阳极电流效率均升高,进一步提高槽电压将降低电流效率,当电解温度高于25 ℃时,阴、阳极电流效率均随电解温度的升高而逐渐降低,甲基磺酸铅浓度和游离酸浓度对电流效率的影响较小。在槽电压2.3 V、电解温度15 ℃、甲基磺酸铅浓度0.5 mol/L、游离酸浓度0.2 mol/L条件下,阴极电流效率为98.63%,阳极电流效率为90.11%,每消耗1 MWh电能可获得1.66 t精铅和1.75 t二氧化铅。阴极产物精铅表面平整致密,阳极产物二氧化铅以β-PbO2为主,α-PbO2的占比随着槽电压、温度、甲基磺酸浓度的升高而增加,随着铅离子浓度的升高而减少。     

电解锰有机添加剂的研究

添加有机添加剂T3进行电解锰试验,考察T3用量、电流密度、Mn2+浓度以及温度对电流效率的影响。结果表明,在Mn2+浓度18g/L、T3用量0.010g/L、电流密度430A/m2、电解温度40℃的条件下,电流效率可达68.0%;电解温度应控制在45℃以下,过高对电解影响较大。     

电解铜箔无砷粗化处理工艺改进探讨

为减小现有电解铜箔粗化工艺中含砷添加剂的使用,通过调整18μm和35μm电解铜箔现有粗化工艺流程和表面处理工艺参数,分析了改进后工艺流程和表面处理工艺参数对粗化层表面性能和微观组织的影响。结果表明:当粗化液中Cu2+浓度为5 g/L~30 g/L,H2SO4浓度为40 g/L~60 g/L,温度在15℃~45℃,电流密度在1300 A/m2~2100 A/m2时,铜箔的抗剥离强度较工艺改进前的稍有增加,达到了电解铜箔的性能要求。微观形貌观察表明,采用新粗化处理工艺制备的电解铜箔表层晶粒与原工艺制备的电解铜箔的晶粒度相同,达到了预期的粗化效果。     

电解法制备鳞片状锌粉

在ZnCl2+NH4Cl+NH3H2O电解液中采用电流密度为1 200 A/m2的恒电流制备鳞片状锌粉。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM),以及电化学测试研究锌粉的形貌结构及电结晶过程。实验结果表明,在1 200 A/m2电流密度下恒电流电解所制备的锌粉呈鳞片状结构,鳞片状锌颗粒的长径约2～3μm,厚度小于0.2μm。电解液中氨水浓度增大时,形核速率减小,不利于获得细小晶粒;Zn2+质量浓度在10～30 g/L范围内,晶核的形成速率随Zn2+浓度增加而增大;NH4Cl浓度对形核速率影响较小。在电解液中加入淀粉类添加剂,可显著提高新晶核的形成速率,有利于制备更细的电解锌粉。     

氨性体系下新型添加剂对电积锌的影响研究

以自制的胺类衍生物为氨性体系电积锌的添加剂,考察其用量对电流效率和阴极锌表面形貌的影响。结果表明,在添加剂用量2mL/L、Zn2+浓度40g/L、氯化铵浓度5mol/L、氨水浓度2.5mol/L、电流密度400A/m2、异极距3cm、温度40℃的条件下,电流效率达到90.43%,阴极锌板表面形貌较为致密平整。     

六钛酸钾晶须对钴吸附性能的研究

以火焰原子吸收光谱法(FAAS)为检测手段,探讨了六钛酸钾晶须对Co2+的吸附行为以及影响其吸附和解脱的主要因素,考察了共存离子的影响以及六钛酸钾晶须对Co2+的吸附容量。结果表明:在pH 5.0的溶液中,振荡时间为5 min,静置时间为0.5 h时,Co2+的吸附率可达到100%;以3 mol/L H2SO4作为解脱剂,振荡5 min,静置1 h,可将吸附在六钛酸钾上的钴定量洗脱。六钛酸钾晶须对Co2+的吸附性能良好,静态饱和吸附容量可达81.9 mg/g。Co2+的浓度在0.1~2.5μg/mL范围内线性良好,检出限为2.6 ng/mL;对浓度为0.5μg/mL的Co2+进行测定,相对标准偏差为3.4%。用于水样中钴的测定,加标回收率为95.3%~96.6%。     

从氯盐水溶液中隔膜电解提取Ni-Fe合金

研究了从氯盐体系中隔膜电解提取Ni-Fe合金的工艺。实验主要考察了Ni2+浓度、电解液pH值、H3BO3浓度、阴极电流密度、电解液温度对电流效率、槽压和产品质量的影响。结果表明,当电解液中[Fe2+]=80 g/L,[Ni2+]=40~50 g/L,[H3BO3]=15 g/L,pH=1.5~2.0时,在电流密度为300~350 A/cm2,温度为50~55℃的条件下,采用阴离子膜电解,电流效率可达98%,产品中镍含量在20%以上,可满足工业生产需要。