卤素离子抑制电解金属锰阳极电化学振荡的研究
发布时间：2023-11-26 15:22
电解金属锰生产过程中,阳极上出现的电化学振荡将增大电解过程的直流电耗,构建电化学振荡体系,研究电化学振荡的耦合行为,抑制电化学振荡能够降低电解能耗,是电解金属锰技术发展的重要方向。本研究在传统硫酸锰体系中引入卤素离子,考察了氯离子和溴离子是如何抑制阳极电化学振荡现象。结果表明:(1)在[Cl-]=00.303 mol/L范围内,发现当[Cl-]=0.075 mol/L时,能够有效活化电极,使电解能耗最低为5265 kWh/t、电解效率最高为87.8%。结合电化学实验发现,随着氯离子浓度增加(≤0.303 mol/L),电流-时间振荡和电势-时间振荡曲线的振幅和频率呈减弱的趋势,表明氯离子对电化学周期振荡产生了抑制作用。阳极表面首先产生MnO2阳极泥,随着反应时间推移和氯离子浓度的增加,氯离子被逐步氧化成ClO4-,溶液中的ClO4-与溶液中游离的离子生成一种非晶态结构的新物质,这种物质不溶于水,覆盖在MnO2薄层上,抑制了MnO2的生成,从而抑制了电解金属锰过程中的周期电化学振荡,提高了电解效率以及降低了电解能耗。(2)添加溴离子到电解金属锰溶液中,发现其可以抑制...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 电解金属锰概况
1.1.1 电解金属锰的发展
1.1.2 电解金属锰的研究现状
1.1.3 电解金属锰存在的问题
1.2 添加剂在电解金属锰研究中的应用
1.2.1 有机添加剂在电解金属锰研究中的应用
1.2.2 无机添加剂在电解锰研究中的应用
1.3 化学振荡概述
1.3.1 化学振荡的定义及特点
1.3.2 电化学振荡的概述
1.3.3 电化学振荡的判断依据
1.3.4 电化学振荡的应用
1.4 论文的研究内容及创新点
1.4.1 论文研究内容
1.4.2 论文创新点
2 实验原理和方法
2.1 电解过程动力学分析
2.1.1 电解金属锰阴极过程的特征
2.1.2 电解锰阳极过程的特征
2.2 实验试剂及仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 电极和电解液的制备
2.3.1 电解金属锰实验准备工作
2.3.2 电化学实验电极的制备
2.3.3 电解液的制备
2.4 实验方法
2.4.1 电解金属锰实验
2.4.2 电解金属锰电化学实验
2.5 实验表征
2.5.1 X射线衍射表征(XRD)
2.5.2 扫描电镜表征(SEM)
2.5.3 X射线光电子能谱表征(XPS)
2.5.4 拉曼光谱表征(Ram)
2.5.5 紫外光谱表征
3 Cl-对电解金属锰过程影响的研究
3.1 Cl-对电解金属锰实验的影响
3.2 Cl-对电解金属锰阳极振荡行为的影响
3.2.1 Cl-对循环伏安曲线的影响
3.2.2 Cl-对阳极电势振荡的影响
3.2.3 Cl-对阳极电流振荡的影响
3.3 Cl-对电解后的电解液的影响
3.3.1 紫外光谱表征
3.3.2 拉曼光谱分析
3.4 Cl-对电解后的阳极泥的影响
3.4.1 X射线光电子能谱表征
3.4.2 扫描电镜表征
3.4.3 XRD分析
3.5 原理讨论
3.6 实验小结
4 Br-对电解金属锰过程的影响
4.1 Br-对电解金属锰实验的影响
4.2 Br-对电化学振荡影响的研究
4.2.1 Br-对循环伏安曲线的影响
4.2.2 Br-对电势振荡的影响
4.2.3 Br-对电流振荡的影响
4.2.4 Br-对电化学振荡过程的振幅和频率的影响
4.2.5 Br-对电解液pH值的影响
4.3 相空间重构
4.4 Br-对电解后的阳极泥的影响
4.4.1 阳极泥XRD表征
4.4.2 SEM分析
4.4.3 XPS分析
4.5 原理分析
4.6 实验小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
A作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
B作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录
C作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3868040
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【学位级别】：硕士
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中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 电解金属锰概况
1.1.1 电解金属锰的发展
1.1.2 电解金属锰的研究现状
1.1.3 电解金属锰存在的问题
1.2 添加剂在电解金属锰研究中的应用
1.2.1 有机添加剂在电解金属锰研究中的应用
1.2.2 无机添加剂在电解锰研究中的应用
1.3 化学振荡概述
1.3.1 化学振荡的定义及特点
1.3.2 电化学振荡的概述
1.3.3 电化学振荡的判断依据
1.3.4 电化学振荡的应用
1.4 论文的研究内容及创新点
1.4.1 论文研究内容
1.4.2 论文创新点
2 实验原理和方法
2.1 电解过程动力学分析
2.1.1 电解金属锰阴极过程的特征
2.1.2 电解锰阳极过程的特征
2.2 实验试剂及仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 电极和电解液的制备
2.3.1 电解金属锰实验准备工作
2.3.2 电化学实验电极的制备
2.3.3 电解液的制备
2.4 实验方法
2.4.1 电解金属锰实验
2.4.2 电解金属锰电化学实验
2.5 实验表征
2.5.1 X射线衍射表征(XRD)
2.5.2 扫描电镜表征(SEM)
2.5.3 X射线光电子能谱表征(XPS)
2.5.4 拉曼光谱表征(Ram)
2.5.5 紫外光谱表征
3 Cl-对电解金属锰过程影响的研究
3.1 Cl-对电解金属锰实验的影响
3.2 Cl-对电解金属锰阳极振荡行为的影响
3.2.1 Cl-对循环伏安曲线的影响
3.2.2 Cl-对阳极电势振荡的影响
3.2.3 Cl-对阳极电流振荡的影响
3.3 Cl-对电解后的电解液的影响
3.3.1 紫外光谱表征
3.3.2 拉曼光谱分析
3.4 Cl-对电解后的阳极泥的影响
3.4.1 X射线光电子能谱表征
3.4.2 扫描电镜表征
3.4.3 XRD分析
3.5 原理讨论
3.6 实验小结
4 Br-对电解金属锰过程的影响
4.1 Br-对电解金属锰实验的影响
4.2 Br-对电化学振荡影响的研究
4.2.1 Br-对循环伏安曲线的影响
4.2.2 Br-对电势振荡的影响
4.2.3 Br-对电流振荡的影响
4.2.4 Br-对电化学振荡过程的振幅和频率的影响
4.2.5 Br-对电解液pH值的影响
4.3 相空间重构
4.4 Br-对电解后的阳极泥的影响
4.4.1 阳极泥XRD表征
4.4.2 SEM分析
4.4.3 XPS分析
4.5 原理分析
4.6 实验小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
A作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
B作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录
C作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3868040
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3868040.html