超重力场-电解液循环耦合强化水电解制氢

超重力场中使用大面积电极水电解,增大产氢量具有研究意义.文中自主设计了超重力场-电解液循环的水解系统,从而解决了采用大面积电极时无法在超重力场中降低槽电压的关键问题.利用该系统使用面积为4 cm2和9 cm2的镍平板电极在恒电流下电解,研究了超重力场-电解液循环耦合作用下水电解析氢过程的强化效果.结果表明,槽电压随着超...     

超重力方向调节电沉积镍箔表面形貌和力学性能

在电场方向与超重力方向相同和相反条件下电沉积制备金属镍箔.利用扫描电镜和原子力显微镜对镍箔表面形貌和粗糙度进行了表征, 并测试和对比了各种重力条件下电沉积镍箔硬度和拉伸强度.结果表明, 在超重力场作用下电沉积镍箔表面变得更加致密、平整, 晶粒细化, 粗糙度明显降低.特别是, 当超重力与电场方向相反(电极C)时, 镍箔表面更为平整致密.当超重力方向和电场方向相同(电极B)时, 镍箔的HV硬度可达839, 抗拉强度可达944 MPa, 性能优于电极C镍箔片, 且远高于常重力条件下电沉积镍箔HV硬度的294和抗拉强度298 MPa.      

流通型碳纤维多孔电极从Au（CN）2^—稀溶液中提取金的研究

研究了电极构型对流通型碳纤维多孔电极从Ａｕ（ＣＮ）－２稀溶液中提取金的行为的影响，实验考察了顺流型和逆流型两种电极构型，在顺流型情况下，电沉积反应可以在极限电流条件下进行，而逆流型电沉积分布比顺流型沉积分布均匀，利用顺流型沉积分布曲线拟合了传质系数与流速的关系。     

400kA预焙阳极铝电解槽电压平衡分析

铝电解槽电压主要由阳极压降、卡具压降、极间压降、阴极压降、立柱母线压降、阳极母线压降、反电动势及槽周母线压降等部分组成,铝电解生产过程中保持电压平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件。通过对400kA预焙铝电解槽电压平衡测定,结合生产现状,对电压平衡调整的方向和措施进行了分析和总结,降低电解槽各部位电压降,加强电解槽生产管理,是节能降耗的有效途径。     

160kA四端进电大型预焙槽母线压降处理与节能

分析四端进电160kA预焙槽母线结构特点,结合平果铝一期电解系列母线预通电接点压降测试的实际,提出处理接点施工质量、降低电压以及改进联接方式(加焊板)的方法。     

高活性复合多孔泡沫NiZn合金电极的制备与表征

采用电沉积、热处理与HCl腐蚀相结合的方法制备了具有纳米孔隙结构的复合多孔泡沫NiZn合金电极,用扫描电子显微镜(SEM)观测了电极的表面形貌,用能谱分析(EDS)研究了电极成分,采用氮吸附法对比了电极的比表面积和孔径,用X射线衍射(XRD)分析了电极相组成,用阴极极化曲线研究了在30%KOH(质量分数)溶液中电极的析氢电催化性能。结果表明,经600℃热处理后,泡沫NiZn合金电极形成孔隙结构,通过10%HCl进行腐蚀,在合金孔隙骨架表面形成纳米层状结构。与泡沫镍电极相比,泡沫NiZn合金电极比表面积更大,且纳米材料具有良好的催化活性,在电流密度200mA·dm-~(2)时,600℃处理后和HCl处理后的泡沫NiZn合金电极析氢过电位分别降低了222,276mV,说明该复合多孔泡沫合金电极可以显著降低析氢过电位,提高电极的析氢活性。     

泡沫镍的应用

利用羰基金属气相沉积可制备活性较高泡沫镍及镍毡。利用羰基镍作为原料除了在经济上具有明显的优势外，还具有极好的涂覆能力，即可以做到对极细孔径材料又可以对较厚板材在整个厚度上均匀沉积镍层。利用羰基法制成的泡沫镍作为电极，其电化学容量可提高10％。     

镁—钛联合企业大幅度降低钛生产能耗

1.引言 金属镁是一种高能耗的金属。围绕降低镁生产能耗这个课题,镁工作者进行了大量的研究工作。例如,选择合理的电解质组成以降低电解质的电压降;降低连接母线电压降等,使槽电压降低;电解镁厂采用无隔板槽替代有隔板槽,试验镁串联槽。     

泡沫铅制备工艺研究

研究了电沉积法制备泡沫铅的工艺,以聚氨酯泡沫为基体,经脱脂-粗化-除膜-导电化处理后,先预镀铜然后再电沉积铅。在预镀铜过程中,考察了阴极电流密度、异极极距、镀液温度和电镀时间对电流效率和槽电压的影响,得到了最佳的镀铜工艺参数为：阴极电流密度3.0 A/dm2、异极极距3.5 cm、镀液温度为25℃、电镀时间35 min。在电沉积铅过程中,考察了铅离子浓度、氟硼酸浓度、添加剂、阴极电流密度及温度和时间等因素对电流效率、槽电压和泡沫铅产品质量的影响,确定了最佳工艺条件为：阴极表观电流密度3.0 A/dm2、镀液温度为25℃、电镀时间30～50 min。在优化条件下制备的泡沫铅镀层结晶细密、均匀,且韧性和光亮性都较好,孔隙率高,具有三维网状结构。     

240kA铝电解槽低电压生产实践分析

降低槽电压是当前铝电解行业实现节能生产的主要途径.通过对某企业240kA系列电解槽电压平衡进行分析,指出槽电压下降的潜力主要在于电解质压降的降低;而降低电解质压降的主要途径是降低极距及提高分子比.经过一年的生产实践,该系列平均电压降低至3.915V,2011年每吨铝直流电耗相比2010年降低了170kW·h,节电效果明显.     

基于电热场耦合条件下稀土电解槽电极结构优化模拟

以3kA钕电解槽为研究模型,考虑到电热场在电解过程中的相互影响,运用COMSOL有限元模拟软件建立了的电热耦合模型,并对不同配比的电极插入深度、极间距进行仿真模拟。结果表明,在一定槽电压下,电极插入深度与极间距之间存在配比关系,配比关系影响电流和温度分布。电热场耦合后,在4.2V槽电压下,电极插入深度为220 mm、极间距75 mm时的电流效率较高,电解过程更加稳定。     

硫酸介质中阴离子膜电解氧化铈的电极选择

报导了硫酸介质中电解氧化铈的阴阳极选择。从电极的耐蚀性、电极对阳极电流效率及槽电压影响三方面的比较 ,可以得出 :在阴离子交换膜体系中 ,1#铅合金在所比较的三种阳极材料中是最佳的 ,可以在该体系中作阳极。铜作阴极是可行的 ,既有高的电流效率又有低的溶解性和槽电压 ,可以保证电解的顺利进行。     

Effects of gravity on the electrodeposition and characterization of nickel foils

The effects of gravity on nickel electrodeposifion,the morphology and mechanical properties of deposits were studied in a super gravity field.Predictions in a microgravity field were also presented based on the obtained experimental tendency.Linear sweep voltamrnetry reveals that the nickel electrodeposition process is enhanced by increasing the gravity coefficient (G).The limiting current density changes from 10.2 to 293.0 mA.cm-2 with the increase of the G value from 10-4 to 354.The morphology of deposits was analyzed by scanning electron microscopy (SEM)and atomic force microscopy (AFM).The images show that the morphology deposited in the super gravity field has freer grain sizes and denser and smoother surfaces,The roughness reduces from 48.3 to 4.9 nm with the increase of the G value from 10-4 to 354.Meanwhile,mechanical tests indicate that the mechanical properties of nickel foils are greatly improved due to introducing a super gravity field during electrodeposition.     

Preparation of CeNi2 intermetallic compound by direct electroreduction of solid CeO2-2NiO in molten LiCl

Electrochemical reduction of solid CeO 2 -2NiO to produce CeNi 2 was conducted in molten LiCl at 650 oC. The electrochemical reduction behaviors of NiO, CeO 2 and their mixture were investigated by cyclic voltammetric measurements. Moreover, a series of electrolysis experiments of different electrolysis cell voltages and electrolysis duration were performed to evaluate the reduction mechanism of the mixed oxides pellet cathode as well as the energy efficiency of the process. Homogeneous CeNi 2 was prepared by electrolysis at the constant cell voltage of 3.5 V with a graphite anode. The results demonstrated that the NiO was preferentially reduced to Ni and it subsequently promoted the reduction of CeO 2 . The electrolysis energy consumption for preparation of the CeNi 2 could be as low as 6.5 kWh/kg-CeNi 2 .     

电极插入不同深度下稀土电解槽电热场耦合模拟

运用数值模拟软件COMSOL研究了不同电极插入深度下3kA钕电解槽的电热场。结果表明,电解槽槽电压随着阴阳极插入深度的递增而降低,槽体的整体温度随着阴阳极插入深度的增加而下降。结合实际生产经验与本研究结果,认为电极插入深度220mm比较适宜,且整个电解过程相对稳定,能够达到槽体电压、温度分布等方面的要求。     

硫酸体系中Ni-MnO2同时电沉积的研究

研究了温度、电流密度和电解液pH值等对硫酸体系中Ni MnO2 同时电解过程的影响 ,通过正交试验确定了电解过程的最佳工艺条件为 :[Ni2 +] 90 g/L ;[Mn2 +] 30 g/L ;pH 3 5;90℃ ;电流密度 16 5A/m2 ;[H3 BO3 ] =15g/L ,槽电压 2 86V ,此时阴极电效为 99 88% ,阳极电效接近 10 0 % ,得到的阴极镍纯度为 99 87% ,阳极MnO2 品位为 87 85%。     

CaCl2-NaCl熔盐中槽电压对SiO2电还原影响机制研究

以SiO2为原料,采用熔盐电解法制备得到了纳米尺度的单质Si。研究了槽电压对SiO2电还原过程和单质Si微观结构的影响。在槽电压1.7~2.0V范围内,较高的槽电压有利于SiO2的电解还原,在1.8~2.0V槽电压下,SiO2能够被电解完全生成单质Si。当槽电压为1.8V时,电解产物Si的微观结构为40nm左右宽的纳米线;当槽电压为1.9V时,微观结构包括50nm左右宽纳米线和粒径100nm左右的纳米颗粒;当槽电压为2.0V时,微观结构为100~300nm的纳米颗粒堆积。     

基于Comsol的稀土熔盐电解槽电场分析

采用Comsol Multiphysics 有限元软件,基于麦克斯韦原理,在电流不变的情况下,研究建立3 kA稀土钕熔盐电解槽电场数学模型,考察电极插入深度和极距对槽电压、电流密度等电场特征的影响。结果表明,模拟结果与实际生产数据吻合度高,所建立模型能较好地反映钕熔盐电解生产实际;随着电极插入深度的增大和极距的缩短,电解槽电压下降,利于降低电能消耗,但阴极电流密度比阳极电流密度下降快,不利于电流效率提高。应综合考虑能耗和效率,合理调整电极插入深度和极距,以降低钕熔盐电解单位能耗。     

利用超重力分离铝熔体中的夹杂颗粒

利用Al-17% Si-4.5% Cu熔体中密度较小的初生硅颗粒模拟金属熔体内部的夹杂物,并采用超重力场分离熔体中的夹杂颗粒,研究了不同重力系数条件下,金属熔体中夹杂物的分离规律.实验结果表明：经过超重力处理后,初生硅颗粒在试样上部区域发生明显的偏聚现象,试样内部出现无初生硅颗粒区域,且随着重力系数的增加,无初生硅颗粒的区域面积逐渐增大,说明重力系数越大,硅颗粒在试样上部区域的聚集程度越好.随着重力系数的增大,试样的净化效率逐渐升高,当重力系数（G）为500时,试样的净化率达到了84.98%.利用DPM离散相模型对超重力场下熔体内部硅颗粒的具体受力情况进行分析,并模拟研究铝熔体内部硅颗粒在不同重力场中的分离行为.数值模拟结果证明了夹杂颗粒在沿着超重力方向上的运动行为近似符合Stokes运动定律.这表明超重力场可以有效分离金属熔体中的夹杂物.     

铝电解槽节能潜力分析与应用实践

铝电解槽的电能消耗量与平均电压和电流效率两个因素有关,降低槽电压或者提高电流效率,可降低铝电解槽直流电耗。通过系统测试系列电解槽电压平衡、能量平衡、电流效率,深入挖掘分析,提出了节能降耗技术措施。通过2台试验槽工业试验表明,试验槽平均电压3.819 V,电流效率92.89%,吨铝直流电耗12 251 kWh。与系列电解槽相比,平均电压降低99 mV,电流效率提高1个百分点,吨铝直流电耗降低455 kWh,节能效果显著。