锌电积用惰性阳极材料的研究现状

阐述了国内外铅及铅合金阳极、钛基二氧化铅阳极等锌电积用惰性阳极材料的研究现状,并对未来锌电积用惰性阳极材料的发展趋势进行了展望.     

锌电积用惰性阳极材料的研究现状及发展趋势

综述了锌电积用惰性阳极材料的研究现状,着重阐述了锌电积用惰性阳极材料研究的主要改进方式:新型基体的使用,脉冲电镀和复合电镀技术的运用,梯度惰性阳极的制备,以及表面层掺杂.展望了未来锌电积用惰性阳极材料的发展趋势.     

镍铬不锈钢用作电积铜过程阳极材料的电化学行为研究

本文研究了不锈钢作为电积铜过程的阳极材料的电化学行为,测量了分解电压及其过电位,并且与传统的Pb阳极进行了比较。结果表明:在温度低于20℃的条件下,镍铬不锈钢具有比Pb低的分解电压和比Pb低得多的析O_2过电位。用其取代传统的Pb阳极板是可行的,并且可以显著地节约能耗。但是,当温度高于20℃时,不锈钢电极的耐酸蚀,抗氧化性能较差。文中通过对Pb板及不锈钢板的电解过程的表面变化情况的研究探讨了关于过电位的一些问题。     

锌电积用PbO_2复合惰性阳极材料制备及性能研究

以3Cr13不锈钢为基体,在由PbO45g/L和NaOH160g/L组成的镀液中加入20g/LCeO2(平均粒径30nm)或/和20g/LB4C(平均粒径6μm),采用阳极电沉积的方法制备了α-PbO2–B4C、α-PbO2–CeO2、α-PbO2–CeO2–B4C等3种复合惰性阳极材料,观察了其表面微观组织特征,测试了其电沉积时的阳极极化曲线以及在ZnSO4–H2SO4溶液中的循环伏安曲线和塔菲尔曲线,并与纯α-PbO2电极进行了对比。结果表明,CeO2、B4C或其两者与α-PbO2的共沉积改变了阳极沉积电位和α-PbO2的电结晶形貌,使晶粒尺寸减小,并导致α-PbO2在ZnSO4–H2SO4溶液中的阴极还原峰电位正移,及有助于提高α-PbO2的耐蚀性。α-PbO2–CeO2和α-PbO2–CeO2–B4C复合惰性阳极材料分别在低电位区和高电位区具有良好的析氧电催化活性。     

铝电解用金属基惰性阳极材料的研究进展

对铝电解惰性阳极的优势及阳极材料的要求进行了说明.简要介绍了国内外在铝电解工业用惰性阳极材料研究方面的最新进展,重点阐述了惰性阳极材料中的金属基惰性阳极和金属陶瓷惰性阳极的种类及性能,金属陶瓷复合材料具有良好的导电性、抗氧化和耐腐蚀性能,指出了惰性阳极的研究方向-氧化物掺杂金属陶瓷阳极.     

锌电积用Pb-Ag-Bi阳极的电化学行为

制备了一种新型的锌电积用阳极Pb-Ag(0.8%,ω)-Bi(0～5.0%,ω),测试了该三元合金的电化学性能并与工业用Pb-Ag(0.8%,ω)阳极进行了对比.结果表明,阳极过电位随着合金中Bi含量的提高而降低,当Bi含量为1.0%(ω)和5.0%(ω)时,其阳极过电位比Pb-Ag(0.8%,ω)阳极分别低了40～50 mV和60～80 mV.用LSV法检测了阳极表面氧化膜的形成过程,并用XRD和SEM技术分析了膜的成分和形貌.2种阳极的表面氧化膜都主要由α-PbO2和β-PbO2组成,但具有不同的结构.与Pb-Ag(0.8%,ω)阳极相比,Pb-Ag(0.8%,ω)-Bi(1.0%,ω)阳极的表面膜结构更加规则、细致,但Pb-Ag(0.8%,ω)-Bi(3.0%,ω)阳极的表面膜又表现出与基体结合不紧密,呈疏松碎片状结构的特点.     

铝电解惰性阳极材料选择的研究进展

论述了传统碳素阳极的缺点及使用惰性阳极的意义,提出了惰性阳极材料应符合的要求,重点阐述了国内外对金属氧化物陶瓷阳极、金属陶瓷阳极、金属阳极的研究成果并总结了以上三类惰性阳极有待进一步解决的主要问题。     

电积用析氧阳极的研究进展

从铅阳极合金化、金属基复合阳极和其他新型阳极三方面综述了金属电沉积中析氧阳极材料的研究现状,展望了新型析氧阳极材料的发展趋势。指出新型阳极在降低电耗、推动金属电沉积行业发展方面具有重大意义。     

铝电解惰性阳极专利技术分析

惰性阳极由于存在许多优点,一直是铝电解领域关注的热点。本文对涉及铝电解用惰性阳极的国内外专利文献进行收集并分析。详细分析了合金惰性阳极材料、金属陶瓷惰性阳极材料以及金属基体加氧化物膜层复合电极材料的发展及其特点。     

铜电解液电积净液工艺现状

铜电解液净化除杂问题一直是电解过程面临的一个难题,杂质含量高的电解液会影响电解铜的质量。工业上目前净化铜电解液的方法都在电积法的基础上改进,这些方法包括间断脱铜砷法、连续脱铜砷电积法、并联循环连续电积法、周期反向电流电积法、极限电流密度法、控制阴极电势法和旋流电积法等。本文通过比较常用的几种电积法的优缺点,对未来净化工艺进行进一步展望。     

A study of copper electrowinning parameters using a statistically designed methodology

This study employs a factorial experimental design to relate current efficiency with current density (180 and 300 A m^–2), copper concentration (25 and 65 g l^–1), and temperature (40 and 60 °C). Pure, synthetic electrolyte with a constant acid concentration of 180 g l^–1 was used. The designed study produced a linear relationship where the independent variables of current density, copper concentration, temperature and their interactions were found to be statistically significant. It was shown that current efficiency could not solely be used as a predictor of copper cathode quality. The quality of the deposit is difficult to incorporate into a model or relation. It was determined that other measures, such as cathode morphology and crystal structure should be considered. This was done through XRD and SEM analysis.     

An experimental study of aluminium electrowinning using a nickel-based hydrogen diffusion anode

Laboratory scale electrolysis experiments were conducted to investigate the electrowinning of aluminium using hydrogen diffusion anodes. A potassium-based electrolyte (KF–AlF₃–Al₂O₃), porous nickel alloy anode and molybdenum disk cathode were used in experiments at 750 °C. Hydrogen gas was supplied to the anode/electrolyte interface through the porous anode. Experiments were conducted in potentiostatic, galvanostatic and galvanodynamic modes. There was a measurable depolarisation of the anode potential and also anode reaction of hydrogen and oxygen ions in the bath to form water vapour was confirmed by the water vapour condensate found at the electrolysis exit gas pipe. Metallic aluminium was found on the spent cathode. The experiments conducted in the galvanodynamic mode suggested that the rate limiter for hydrogen oxidation was the availability of surface hydrogen at the anode/electrolyte interface. The anode surface corroded during electrolysis and impurities were found both in the molten bath and on the cathode.     

电解铜箔用涂层钛阳极表面结垢的去除

采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)测试了失效电解铜箔用钛阳极表面结垢成分,考察了BH-阳极除垢剂对电解铜箔用钛阳极表面结垢的去除效果,通过循环伏安曲线、极化曲线、强化寿命测试分析了BH-阳极除垢剂对钛阳极电催化活性的影响,给出了电解铜箔用钛阳极在应用过程中的维护措施。结果表明,BH-阳极除垢剂可以有效去除结垢而不会破坏钛阳极表面的贵金属涂层,有利于延长钛阳极的寿命。     

微生物燃料电池纳米纤维基阳极材料的研究进展

微生物燃料电池（Microbial fuel cell，MFC）是一种非常有前途的环境友好型电化学装置，它可以利用电活性微生物从废水中提取能源，并降解废水中的有机物，是解决目前环境与能源危机的重要技术。然而，相对较低的产电效率限制了其大规模应用，主要体现在阳极缓慢的胞外电子传递速率（extracellular electron transfer，EET）和较少的产电微生物附着量。纳米纤维由于具有高的比表面积、良好的电化学性能和电导率，是改善阳极的重要材料。本文介绍了影响阳极材料性能的因素，系统总结了近年来国内外纳米纤维基阳极材料的种类与制备方法，针对纳米纤维基阳极材料在MFC领域的研究现状，重点解释了各种纳米纤维材料的优缺点。最后，对纳米纤维基电极材料以及MFC技术的发展方向进行了展望，以期为推动MFC的工程化应用提供理论参考。     

氧化铜作锂离子电池负极材料的制备及性能研究

以Cu（NO₃）₂·3H₂O和氢氧化钠为原料,通过水热法制备氧化铜样品。采用X射线衍射法对其进行物相结构的表征。针对pH、反应时间和反应体系浓度等反应条件,对氧化铜样品的物相结构和电化学性能的影响进行了讨论。结果表明,采用该方法制备的氧化铜负极材料在0.1 C（67 mA/g）电流密度下首次充放电容量分别为406.5 mA·h/g和867.4 mA·h/g,在大倍率循环下具有较高的容量保持率。     

铜镉渣酸浸液旋流电积提铜对比分析

针对湿法炼锌副产物铜镉渣氧化酸浸液成分特点,采用旋流电积工艺回收其中的金属铜。研究了不同旋流电积工艺对电积过程中相关技术参数及杂质离子迁移规律的影响,并对不同电积工艺的优缺点进行了对比分析。结果表明：一段旋流电积可使溶液中铜离子浓度从44.14g/L降低到1.42g/L,而分段旋流电积可使溶液中终点铜离子浓度从1.42g/L继续降低至0.5g/L以下,溶液中铜离子在阴极上的电沉积率可从96.78%提高到99.20%,阴极电流效率可从90.52%提高到98.49%。当溶液中铜离子浓度降低到10g/L左右及以下时,杂质离子在阴极与铜发生共沉积现象逐渐明显,分段旋流电积得到的阴极铜产品光泽度及形貌质量较一段电积更好。与一段旋流电积工艺相比,分段旋流电积工艺具有电流效率高、能耗低、产品质量好等优点。     

Si基锂离子电池负极材料研究进展

硅具有高的理论比容量、较低的嵌锂电位、来源广泛且环境友好等优点,被认为是下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,在锂离子脱嵌过程中巨大的体积膨胀引起了活性材料的粉化和破裂,这带来了电极循环性能差、容量衰减快甚至电极失效等一系列问题。迄今为止,有大量关于改性硅基材料的报道。本文将重点介绍硅基材料的纳米结构化设计和硅/碳材料的结合。首先,分析了硅的储锂及失效机制,从机理上理解硅的失效对其电化学性能的影响。其次,从理论上阐述了纳米级硅材料对缓解体积效应的机理,从结构设计、材料合成、形态特征和电化学性能等方面论证了纳米硅材料的优势。随后,从缓解体积膨胀、提高电导率和形成稳定的固体电解质（SEI）膜等方面总结了硅碳复合材料的研究进展。此外,还讨论了将导电聚合物和金属引入硅基材料的电化学性能增强机理。最后,从提高首次库仑效率、SEI膜稳定性和质量负载量等方面对硅基材料的产业化应用提出几点建议。     

Influence of Co2+ and Mn2+ ions on the kinetics of lead anodes for zinc electrowinning

The influence of Co²⁺ and Mn²⁺ ions on the kinetics of lead and lead–silver alloy anodes is analysed using impedance spectroscopy and steady-state polarisation curves. With lead–silver anodes, increasing the Mn²⁺ concentration catalyses the oxygen evolution current by stimulating the reaction rate. Impedance data reveal a transient inhibition of the reaction, ascribed to the adsorption of a silver-salt containing manganese. The addition of Co²⁺ catalyses oxygen evolution, mainly on the pure lead anode. For lead–silver anodes, the small catalytic effect of Co²⁺ ions implies an increase in the Tafel coefficient for the oxygen reaction. The transient inhibiting process suggests the formation of a cobalt-containing adsorbate on the pure lead anode.     

垂直惰性阳极铝电解槽内的析气行为

垂直惰性阳极铝电解槽内,析气行为会影响氧化铝浓度分布和电流效率。利用新设计的透明电解槽进行了电解试验,观察了大尺寸惰性阳极气泡的析出及逸出过程。试验结果表明：在阳极底掌下,气泡进行周期性的生长、长大、并聚和脱离,但大尺寸阳极上气泡的滑动和并聚过程与小尺寸阳极上的不同。阳极工作面上则形成了气泡群,新形成的气泡迅速脱离。紧贴着阳极的气泡运行速度慢,外层的气泡运动速度快。所有气泡最终都经液面逸出,大部分气泡到达液面时立即逸出,少部分未及时逸出的气泡随着电解质做一段水平运动后才逐步逸出。测量到的惰性阳极的气泡运动速度为0.006~0.445 m·s^-1,底部的气泡运动速度分布范围宽,然而,受电解质的限制,中上部的范围窄。