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.     

铜电积用惰性阳极材料的研究现状

根据基体材料的不同,综述了国内外铜电积用惰性阳极材料的研究现状,重点阐述了铅及铅合金阳极、铅基涂层阳极、钛基涂层阳极等的制备、电化学性能及优缺点。     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

锌电积过程中聚苯胺/碳化钨阳极的结构变化及失效行为

研究了锌电积过程中聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)阳极的结构变化和失效行为,采用加速电解寿命测试和仪器分析考察了PANI/WC阳极在锌电积过程中表面形貌和结构的变化. 结果表明,整个电解过程中槽电压从3.71 V降到3.57 V后急剧升高到10 V,即经历活化、稳定、迅速升高阶段. 随锌电积进行,阳极表面出现脱落、开裂,迅速进入失效阶段,而微观结构无明显变化. PANI/WC阳极失效主要是由包覆WC的PANI大量剥蚀而使WC裸露和阳极开裂导致的.     

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。     

有色金属电沉积阳极材料的研究进展

本文对有色金属特别是Zn和Cu电沉积阳极材料的研究进行综述,重点从Pb基合金阳极,Ti基阳极,聚苯胺阳极以及铝基涂层阳极的制备与应用进行分析介绍,并且对未来有色金属湿法冶炼过程中阳极材料的研究进行展望,新型惰性阳极在湿法冶金工业中的应用,在降低能耗,推动有色金属电沉积工业的发展方面有着重要意义.     

镍铝尖晶石基铝用惰性阳极导电性的初步研究

以减轻惰性阳极材料对铝液的污染为目的 ,选用NiAl2 O4合成尖晶石作为陶瓷相 ,加入金属铜、镍以提高材料的导电性 ,采用粉末冶金的方法制备金属陶瓷型铝用惰性阳极。对惰性阳极试样的一些理化指标进行了测定 ,着重研究了试样的电导率随温度变化的规律。在试样制备条件一般、烧成试样气孔率较高的情况下 ,试样的电导率达到 2S·m-1,电导率还有进一步提高的空间     

镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀行为

采用粉末冶金法制备了10%Ag-NiFe2O4/NiO金属陶瓷惰性阳极,阳极为圆柱形,直径50 mm,高15 mm. 在960℃下进行电流密度为0.8 A/cm2的铝电解实验,电解时间为10 h. 研究了阳极在Na3AlF6-5%CaF2-5%Al2O3熔体中的腐蚀行为. 电解后的阳极外观尺寸略有变化,但没有发生阳极肿胀及阳极表面起层、剥离的现象,表现出较好的耐腐蚀性. 计算得到阳极腐蚀率为1.5′10-4 g/(cm2·h),折算为13 mm/a. 电解所得铝的纯度在92%~93%之间. 对腐蚀后阳极的表面分析发现,陶瓷相中Ni和Fe组元并不以化学计量数溶解,陶瓷组元的Fe2O3比NiO优先溶解进入电解质. 正对阴极的阳极表面和背对阴极的阳极表面氧元素的含量不同,前者中氧元素多于后者,说明在阳极正对阴极的表面发生析氧反应更剧烈一些,一部分新生态的氧与阳极表面的金属发生氧化反应生成Ag3O4. 对腐蚀后阳极断面进行分析发现,电解质渗透进入阳极内部,与陶瓷基体离解产生的Fe2O3发生反应,生成FeF3沉积在阳极的空隙中.     

电沉积纳米晶锌镀层的研究进展

纳米晶锌镀层具有不同于传统镀锌层的理化性质。随着晶粒尺寸的减小,其耐磨性、耐蚀性、韧性、硬度及电化学性能都将得到显著提高。介绍了碱性体系、氯化物体系、硫酸盐体系、醋酸盐体系、柠檬酸盐体系、离子液体中电沉积纳米晶锌镀层的研究进展。论述了纳米晶锌镀层的特点、典型电沉积工艺及其应用,并对脉冲电沉积纳米晶锌镀层的研究现状及其发展趋势进行了展望。     

MnO2添加剂对镍铁尖晶石基惰性阳极耐腐蚀性的影响

以氧化物NiO和Fe2O3为原料,添加氧化物MnO2,采用高温固相烧结法制备了NiFe2O4基惰性阳极材料,采用失重法测量了阳极试样的静态热腐蚀速率,并对其腐蚀机理进行了初步探讨. 实验结果表明,添加2%(ω) MnO2粉末的惰性阳极试样的静态热腐蚀速率最低. 由于掺杂的MnO2在晶界处富集,熔盐对晶粒的腐蚀首先在晶界处发生反应生成Mn2AlO4相,而Mn2AlO4相结构致密,冰晶石熔盐通过该相向NiFe2O4尖晶石晶粒内扩散速度减慢,从而降低了腐蚀速率.     

镀锌层表面电沉积防腐蚀膜层工艺

为了提高镀锌层的耐蚀性,通过施加电压的方式,促进成膜反应的进行,在镀锌层表面制备一种耐腐蚀膜层。采用电化学工作站及中性盐雾试验测试该膜层的耐蚀性,初步确定了一种较优工艺。结果表明:经处理的镀锌层的耐蚀性较未经处理的镀锌层的耐蚀性有很大的提高。该工艺简单,并且对环境无污染。     

掺杂MnO2对铁酸镍陶瓷惰性阳极性能的影响

为了提高铝电解惰性阳极材料的性能,尝试在合成铁酸镍陶瓷阳极的过程中掺杂一定量MnO2. 采用高温固相反应法在1200℃下烧结6 h,制备了掺杂MnO2的铁酸镍阳极材料. 对掺杂试样进行X射线衍射分析,并且研究了掺杂MnO2对材料密度、导电性及抗弯强度和抗热震性的影响. 研究结果表明,掺杂MnO2后未形成新相,MnO2与NiFe2O4形成固溶体,Mn4+离子取代了部分Fe3+离子,材料仍是镍铁尖晶石结构;掺杂MnO2后,NiFe2O4的晶格产生畸变,说明MnO2促进了烧结,提高了材料的密度;并且由于Mn4+离子取代Fe3+离子,产生阳离子空位,改善了铁酸镍阳极的导电性. 同时MnO2对改善试样的抗弯强度及抗热震性也有明显作用.     

惰性材料与聚合物堵漏技术室内研究

钻井过程中出现井漏是十分普遍的,这是衡量钻井安全与否的重要因素之一。使用废旧轮胎这类惰性材料与聚合物相结合,组成一种化学性质稳定、耐温性能强、抗盐性能较高的堵漏剂,不仅可以降低堵漏成本,而且可以有效封堵漏层。通过室内实验研究惰性材料与聚合物组成的堵漏剂的封堵效果有重大意义,并分析了钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究的发展方向。     

A Modified Hull Cell and its Application to the Electrodeposition of Zinc

An analytical electrochemical cell based on the Hull cell is described. The cell was tailored specifically for the analysis of electrowinning or electroplating. Current density distributions were generated by asymmetric insertion of an insulating baffle between parallel electrodes. The position and length of the baffle were easily altered, giving 12 possible distributions for a single total current. The cathode consisted of 10 electrically isolated 1cm², aluminium segments. By logging the potential drop across 1 resistors in each of the 10 isolated parallel branches, quantitative determination of current densities across the cathode was made possible. The small segments facilitated microscopic analysis of deposit morphologies. A technique for the determination of current efficiencies on each segment is described and demonstrated. The technique obviates the necessity to determine deposited masses directly. Development of the technique for industrial application is detailed. The system is demonstrated by evaluating known effects of variables in zinc electrowinning. The variables examined were temperature, deposition time, acid concentration and antimony contamination.