發(fā)布時間：2023-11-26 15:22

　　電解金屬錳生產(chǎn)過程中,陽極上出現(xiàn)的電化學(xué)振蕩將增大電解過程的直流電耗,構(gòu)建電化學(xué)振蕩體系,研究電化學(xué)振蕩的耦合行為,抑制電化學(xué)振蕩能夠降低電解能耗,是電解金屬錳技術(shù)發(fā)展的重要方向。本研究在傳統(tǒng)硫酸錳體系中引入鹵素離子,考察了氯離子和溴離子是如何抑制陽極電化學(xué)振蕩現(xiàn)象。結(jié)果表明:(1)在[Cl-]=0⁰.303 mol/L范圍內(nèi),發(fā)現(xiàn)當(dāng)[Cl-]=0.075 mol/L時,能夠有效活化電極,使電解能耗最低為5265 kWh/t、電解效率最高為87.8%。結(jié)合電化學(xué)實驗發(fā)現(xiàn),隨著氯離子濃度增加(≤0.303 mol/L),電流-時間振蕩和電勢-時間振蕩曲線的振幅和頻率呈減弱的趨勢,表明氯離子對電化學(xué)周期振蕩產(chǎn)生了抑制作用。陽極表面首先產(chǎn)生MnO2陽極泥,隨著反應(yīng)時間推移和氯離子濃度的增加,氯離子被逐步氧化成ClO4-,溶液中的ClO4-與溶液中游離的離子生成一種非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的新物質(zhì),這種物質(zhì)不溶于水,覆蓋在MnO2薄層上,抑制了MnO2的生成,從而抑制了電解金屬錳過程中的周期電化學(xué)振蕩,提高了電解效率以及降低了電解能耗。(2)添加溴離子到電解金屬錳溶液中,發(fā)現(xiàn)其可以抑制...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 電解金屬錳概況
        1.1.1 電解金屬錳的發(fā)展
        1.1.2 電解金屬錳的研究現(xiàn)狀
        1.1.3 電解金屬錳存在的問題
    1.2 添加劑在電解金屬錳研究中的應(yīng)用
        1.2.1 有機添加劑在電解金屬錳研究中的應(yīng)用
        1.2.2 無機添加劑在電解錳研究中的應(yīng)用
    1.3 化學(xué)振蕩概述
        1.3.1 化學(xué)振蕩的定義及特點
        1.3.2 電化學(xué)振蕩的概述
        1.3.3 電化學(xué)振蕩的判斷依據(jù)
        1.3.4 電化學(xué)振蕩的應(yīng)用
    1.4 論文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 論文研究內(nèi)容
        1.4.2 論文創(chuàng)新點
2 實驗原理和方法
    2.1 電解過程動力學(xué)分析
        2.1.1 電解金屬錳陰極過程的特征
        2.1.2 電解錳陽極過程的特征
    2.2 實驗試劑及儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 電極和電解液的制備
        2.3.1 電解金屬錳實驗準(zhǔn)備工作
        2.3.2 電化學(xué)實驗電極的制備
        2.3.3 電解液的制備
    2.4 實驗方法
        2.4.1 電解金屬錳實驗
        2.4.2 電解金屬錳電化學(xué)實驗
    2.5 實驗表征
        2.5.1 X射線衍射表征(XRD)
        2.5.2 掃描電鏡表征(SEM)
        2.5.3 X射線光電子能譜表征(XPS)
        2.5.4 拉曼光譜表征(Ram)
        2.5.5 紫外光譜表征
3 Cl^-對電解金屬錳過程影響的研究
    3.1 Cl^-對電解金屬錳實驗的影響
    3.2 Cl^-對電解金屬錳陽極振蕩行為的影響
        3.2.1 Cl^-對循環(huán)伏安曲線的影響
        3.2.2 Cl^-對陽極電勢振蕩的影響
        3.2.3 Cl^-對陽極電流振蕩的影響
    3.3 Cl^-對電解后的電解液的影響
        3.3.1 紫外光譜表征
        3.3.2 拉曼光譜分析
    3.4 Cl^-對電解后的陽極泥的影響
        3.4.1 X射線光電子能譜表征
        3.4.2 掃描電鏡表征
        3.4.3 XRD分析
    3.5 原理討論
    3.6 實驗小結(jié)
4 Br^-對電解金屬錳過程的影響
    4.1 Br^-對電解金屬錳實驗的影響
    4.2 Br^-對電化學(xué)振蕩影響的研究
        4.2.1 Br^-對循環(huán)伏安曲線的影響
        4.2.2 Br^-對電勢振蕩的影響
        4.2.3 Br^-對電流振蕩的影響
        4.2.4 Br^-對電化學(xué)振蕩過程的振幅和頻率的影響
        4.2.5 Br^-對電解液pH值的影響
    4.3 相空間重構(gòu)
    4.4 Br^-對電解后的陽極泥的影響
        4.4.1 陽極泥XRD表征
        4.4.2 SEM分析
        4.4.3 XPS分析
    4.5 原理分析
    4.6 實驗小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
    A作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利目錄
    C作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：3868040