离子膜电解法电沉积回收硫酸镍体系中金属镍的实验研究

以H2SO4/NiSO4作为研究对象,采用离子膜电积技术提取金属镍。研究Ni~(2+)浓度、电流密度、温度、添加剂等因素对膜电积效果的影响。结果表明:在Ni~(2+)浓度50g/L、硼酸浓度20g/L、pH=4.9、温度50℃、电流密度350A/m2、极间距30mm、1,4-丁炔二醇0.2g/L的条件下,阴极电流效率达89.87%,酸回收率为62.05%,电积能耗为6587kW·h/t。     

均相电渗析膜堆淡化性能测试与分析

为了进行均相电渗析测试分析以及设计选型需要,采用国产均相电渗析TRHE-JACM-5W-12060/100膜堆,通过装配自控式中试实验机,测试不同盐、不同电流及电压、不同流速状态下的单程脱盐率,计算出相应的电流效率及吨水能耗,并得出了膜堆的脱盐基本规律.低浓度淡化均相电渗析膜堆的单程脱盐率随着进水盐含量的降低而升高;随着电流密度的增加而升高;随着膜表面流速的降低而升高;与进水盐种类也有关,基本的脱盐率大小规律为:NaClNa_2SO_4(NH_4)_2SO_4NaCl+Na_2SO_4NaCl+MgSO_4NH_4ClNaHCO_3MgSO_4.以3 000 mg/L的NaCl为原料液,膜表面流速为4 cm/s,平均每对跨膜电压为0.5 V时,电流密度可以达到0.5 A/m~2,单程脱盐率可以达到32%,本体直流能耗为0.23 kW·h/m~3;当平均每对跨膜电压为0.8 V时,单程脱盐率可以达到55%,本体直流能耗为0.7 kW·h/m~3.     

单膜双室同槽电解金属锰联产EMD离子的传输机理研究

针对传统布式隔膜袋电解技术工艺中存在的诸多弊端,本研究提出了单膜双室膜电解工艺,以MnSO4+(NH4)2 SO4为电解液体系,实现在阴极产锰的同时在阳极联产电解二氧化锰,并在阳极室中回收硫酸.通过测定阴阳极室中各离子成分的变化情况,来深入分析电解过程中的离子传输行为,以验证单膜双室同槽电解的技术可行性.实验结果表明:单膜双室电解法能够有效实现同槽电沉积金属锰并联产电解二氧化锰,同时在阳极室中回收硫酸,硫酸浓度可达1.5 mol/L,满足前端锰矿酸浸工艺要求,促进了对资源的高效回收利用.采用TRJAM-10W阴离子交换膜的阴极产锰率和阳极酸回收率最高,分别可达77.0％和64.3％,而采用Ionsep-HC阴离子交换膜的阳极产EMD率最高,为27.3％.TRJAM-10W阴离子交换膜的槽电压最小,为4.43 V,其电能消耗也最低,为5607 kW·h·t-1.     

膜电解硫酸钠再生酸的实验研究

研究膜电解硫酸钠再生酸试验中硫酸钠浓度、氢氧化钠浓度和温度对电解的影响,讨论了电解硫酸钠的阴极、阳极材料选择等膜电解的技术问题。在c(Na2SO4)=1·5mol/L,c(NaOH)=1·5mol/L时,铅合金为阳极、镍为阴极,膜电解硫酸钠的电流密度可以达500A/m2。     

膜电解法制备纯氯化镍溶液的研究

介绍了以金属镍板为原料采用膜电解法制备纯氯化镍溶液的工艺.研究了电流密度、温度、极距、膜支撑方式等对电解制备氯化镍溶液过程的影响,并进行了长时间连续运行扩大试验.在电流密度为400A/m2,极距为18mm,膜靠向阴极的条件下电解,电流效率大于96%,平均槽电压小于2.3V,电溶1t镍的能耗小于2170kW.h,得到的纯氯化镍溶液pH约为5,Ni2 浓度大于80g/L;膜对镍的截留率大于99.5%.     

超细镍粉电解制备工艺研究

用循环电解实验装置对超细镍粉的电解制备工艺进行了研究,探讨了温度,Ni^2 ,Cl^-浓度,pH值,阳极电流密度ic对阴极电流效率的影响,采用NiCl2 NH4Cl电解液,镍为阳极,不锈钢为阴极,t为65℃,ic为2．5A／cm^2的实验条件稳定地获得平均粒径为1．5μm,球状镍粉产物,阴极电流效率为65％。     

熔盐电脱氧制多晶硅过程电流效率的影响因素

电流效率是熔盐直接电解脱氧制备多晶硅的一项重要指标,它涉及到电解槽的产量和电耗.如何提高熔盐电解的电流效率对多晶硅的单位时间产量、降低单位电耗等具有重要意义.采用CaCl2为电解质、SiO2粉末压制片为阴极及自制石墨棒为阳极进行了实验研究.在具体实验中测定了制备多晶硅过程中电流效率随电解时间、温度、电流密度及电极间距的变化关系.结果表明,当电解时间为6～10h、电解温度为800～900℃、电流密度为0.78～1.20A/cm2、电极间距为4～7cm时,电解效率较高.     

阴离子膜不锈钢阳极锌锰合金电沉积的研究

研究了锌锰合金电沉积的工艺条件,镀液稳定性,镀层中锰含量和阴极电流效率的规律。采用阴离子膜作阳极隔膜,不锈钢作阳极,紫铜板为阴极,研究了硫酸盐－柠檬酸体系锌锰合金电沉积的工艺条件,讨论了阴极电流密度,镀液中锰离子的浓度,镀液中锌,锰离子的摩尔比,增效剂、电沉积温度等因素对镀层中锰含量和阴极电流效率的影响规律,探索了提高阴极电流效率的途径,改善了镀液的稳定性。本文所选工艺条件为：MnSO4.H2O 30-50g/L,ZrSO4.7H2O:5-10g/L,柠檬酸钠（二水）100－150g/L,增效剂0．083g/L,表面活性剂适量,ic 1.5-3.0A/dm^2,pH值5．6,t25-30℃。该工艺可得含锰量为50％左右的锌锰合金镀层,阴极电流效率约60％。镀液在该工艺条件下连续施镀90min镀层组成稳定。     

氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中电解制备超细铜粉

利用1ChCl∶2Urea低共熔溶剂作为电解质,以单质铜作为阳极,钛片作为阴极,草酸(H2C2O4·2H2O)作为添加剂,在恒电流密度下电解制备出树枝状超细铜粉。用电化学工作站对[1ChCl∶2Urea]/0.1 mol·L-1 H2C2O4·2H2O低共熔溶剂体系进行了相关的电化学测试。研究了电解温度、电流密度及草酸浓度对电解所得铜粉的粒度、电流效率和直流电耗的影响;利用扫描电镜和激光粒度仪分别对铜粉的形貌和粒度进行了测试表征。结果表明:优化工艺条件为控制温度在80℃,电流密度为8.6mA·cm-2以及草酸浓度0.10mol·L-1的条件下,可电解得到粒度小于15μm的树枝状超细铜粉,电解过程的电流效率高达95.6%,电耗为1746kW·h·t-1。     

用熔盐电解法制备超细钨粉

在NaCl-KCl-Na2WO4-WO3熔体中,用熔盐电解法电解氧化钨制取细钨粉和超细钨粉。在电解温度为720℃,阴极电流密度为250mA/cm^2的条件下,得到平均等积圆直径为1．2μm、长宽比为1．6的超细钨粉。在低阴极电流密度时,阴极的电解反应为W^6 放电,在高阴极电流密度时,阴极的电解反应为Na^ 放电。研究了温度、阴极电流密度和Na2WO4的含量对电流效率的影响。     

Al/β-PbO2电极的制备及其性能

利用直流电沉积的方法,在铝基体上电解沉积β-PbO2镀层。通过条件实验分析了电流密度、镀液温度和沉积时间对电解沉积β-PbO2的电流效率、沉积速度、镀层厚度和硬度的影响,并确定了最佳工艺条件:Pb-(NO3)2200～250g/L,HNO310g/L,电流密度3～4A/dm2,镀液温度50～55℃,电沉积时间4h。     

Gd_2O_2S∶Pr~(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

采用Gd(NO_3)_3、Pr_6O_(11)、HNO_3、(NH_4)_2SO_4和NH_3·H_2O为实验原料,通过共沉淀还原法合成了Gd_2O_2S∶Pr~(3+)荧光粉。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等手段对合成产物进行了表征。结果表明前驱体具有非晶态结构,在空气气氛中800℃煅烧2 h能转化为单相的Gd_2O_2SO_4粉体,该粉体在氩氢混合气氛下800℃煅烧1 h能转化为单相的Gd_2O_2S粉体。Gd_2O_2S粉体呈准球形,粒径大约1μm左右,团聚严重。PL光谱分析表明在303 nm的紫外光激发下,Gd_2O_2S∶Pr~(3+)荧光粉呈绿光发射,主发射峰位于514nm,归属于Pr~(3+)离子的~3P_0-~3H_4跃迁,Pr~(3+)离子的猝灭浓度为1mol%。     

多晶硅精炼提纯过程中铝硅合金的低温电解分离EI北大核心CSCD

选用AlCl3-NaCl-KCl作为电解液,铝硅合金作为阳极、不锈钢作为阴极,恒电流电解条件下实现了多晶硅精炼提纯中硅铝合金的低温分离。结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪等检测手段,研究电解温度、电流密度、电解时间等实验参数对电流效率、沉积铝形貌的影响。研究结果表明:在电流密度为50mA/cm2,电解温度200℃,电解时间60min的条件下,Si-50%Al(质量分数,下同)阳极合金经阳极腐蚀后,阴极电极效率达到最大值93.7%,富硅阳极泥中含有90.4%的多晶硅。     

多晶硅精炼提纯过程中铝硅合金的低温电解分离

选用AlCl3-NaCl-KCl作为电解液,铝硅合金作为阳极、不锈钢作为阴极,恒电流电解条件下实现了多晶硅精炼提纯中硅铝合金的低温分离。结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪等检测手段,研究电解温度、电流密度、电解时间等实验参数对电流效率、沉积铝形貌的影响。研究结果表明:在电流密度为50mA/cm2,电解温度200℃,电解时间60min的条件下,Si-50%Al(质量分数,下同)阳极合金经阳极腐蚀后,阴极电极效率达到最大值93.7%,富硅阳极泥中含有90.4%的多晶硅。     

双极膜电槽与变频不对称脉冲方波技术在电合成高铁酸盐中的应用

在CS-CMC双极膜电槽中,以多孔圆筒铸铁为阳极,结合变频不对称脉冲方波技术电解制备水处理剂高铁酸盐。IR分析表明,该聚合物膜两极分别含有-N=CHR、-COO-官能团。CS-CMC双极膜的溶胀率较小,能稳定存在于浓酸、浓碱溶液中。在电极上迭加变频不对称脉冲方波可及时去除阳极表面的氧化膜。与平板铸铁阳极电解槽相比,多孔圆筒铸铁阳极电解槽可得到更高的电流效率和更高浓度的高铁酸盐。在14 mol/L的NaOH溶液中,室温以5 mA/cm2的电流密度、脉冲方波频率2 Hz电解6 h,电流效率平均为51.1%,高铁酸盐浓度达37 mmol/L。     

Pb-0.3%Ag/Pb-Co_3O_4复合惰性阳极材料的电化学性能EI北大核心CSCD

在Pb-0.3%Ag合金基体表面制备了Pb-0.3%Ag/Pb-Co_3O_4复合惰性阳极材料,研究了不同正向脉冲平均电流密度(2-5A·dm^(-2))和镀液中Co_3O_4颗粒浓度(10-40 g/L)下制备的复合惰性阳极材料电化学性能,在50 g·L^(-1)Zn^(2+),150 g·L^(-1)H_2SO_4,35℃溶液中测试了阳极极化曲线、循环伏安曲线和塔菲尔曲线,获得了析氧动力学参数、伏安电荷、腐蚀电位和腐蚀电流。结果表明:在3 A/dm^2正向脉冲平均电流密度和30 g/LCo3O4颗粒浓度下制备的Pb-0.3%Ag/Pb-Co_3O_4复合惰性阳极材料具有较高的电催化活性,较低的析氧过电位,较好的电极反应可逆性和耐腐蚀性。在500 A/m^2测试电流密度下的析氧过电位为0.891 V,比Pb-1%Ag合金降低280 mV;伏安电荷q~*为0.725 C·cm^(-2),比Pb-1%Ag合金提高26.5%;腐蚀电流也明显低于Pb-1%Ag合金。复合惰性阳极材料活性表面积大,活性物质数量多提高了在[ZnSO_4+H_2SO_4]溶液中的析氧电催化活性。沉积层晶粒细小而均匀,组织结构致密,真实表面缺陷少提高了耐腐蚀性。     

Cu-TiNT复合纳米电极去除水中硝酸盐氮研究

以Pt为阳极,Cu修饰的Ti纳米管(Cu-TiNT)为阴极构建电化学反应器进行硝酸盐氮(NO_3~--N)的去除研究,考察了不同初始浓度、电流密度、反应温度和pH值对NO_3~--N去除率的影响,并考察了NaCl添加量对铵氮(NH_4~+-N)和亚硝酸氮(NO-2-N)生成量的影响。结果表明,利用Cu修饰的Ti纳米管阴极Cu-TiNT可获得较好的NO_3~--N去除效果;在酸性条件下,NO_3~--N的去除效果更好;随着电流密度和温度的增高,NO_3~--N的去除效率也随之提高;而随着溶液初始浓度的升高,NO_3~--N的去除率反而略有下降;在溶液中添加0.3g/L的NaCl,电解120min后NO_3~--N的去除率达到97.9%,产生的NH_4~+-N和NO-2-N几乎为0。     

锡铈合金镀液的改进

电镀锡铈合金溶液原配方是:SnSO_4 40～70克/升,H_2SO_4 140～160克/升,Ce(SO_4)_24H_2O10克/升,添加剂SS-820 15~20毫升/升,Dk1~8A/dm~2,时间10~20min,室温,阳极纯Sn板,阳极面积:阴极面积=2:1,阴极移动1.3米/分(摘1984年第5期《电子工艺技术》), 配方中,SnSO_4最高含量70克/升,虽然沉积速度快,但溶液的深镀能力很差,挂具(或铜丝)挡住的部位,无镀层,用横式和纵式直角阴极法试     

阴极沉淀法制备纳米Al_2O_3粉体及表征

采用阴极电化学沉淀方法制备氧化铝纳米粉体,对得到的纳米粉体进行了光吸收性能测试,并对其形成机理进行了初步的探讨。利用阴离子交换膜为隔膜的电解槽,在不添加分散剂的情况下,控制阴极的电流密度在150～500 A/m~2范围,电解一定浓度的硝酸铝溶液,在阴极室内得到Al(OH)_3沉淀,在500℃下焙烧2 h,得到不同粒度的Al_2O_3颗粒。用TEM和XRD分析表明：当阴极的电流密度为300 A/m~2时,得到的Al_2O_3粒度尺寸在30～40nm左右,晶型为γ-Al_2O_3,对波长为370 nm左右的紫外光有一定的吸收能力。     

隔膜电解体系内苯酚降解效果的研究

制备了碳、聚四氟乙烯质量比为4:1的C/PTFE气体扩散电极,并将其作为阴极与Ti/RuO2阳极构成电解槽,在阴阳极之间放置纯棉隔膜,在0.1mol/L Na2SO4溶液中电解20分钟,阴极室HO2-浓度为56mg/L.将隔膜电解槽应用于苯酚的电催化氧化,研究了阴、阳极协同作用电催化氧化降解水中苯酚的效果.实验结果表明,在电解反应初期,苯酚去除效率及COD和TOC的去除率随着电解时间的增加而增大,电解80分钟后,三者的变化趋势减缓,电解100分钟后,阴极室、阳极室苯酚的去除率分别为92%、97%;阴、阳极室COD去除率分别达到86%、70%;TOC去除率分别达到84%、68%.阴极室内,氧在阴极还原生成的碱性过氧化氢(HO2-)导致苯酚的矿化效果优于阳极的氧化作用.