鉛酸電池的歷史已有一百五十多年,因性價比高、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于汽車啟動電源、電動自行車動力電源和不間斷電源等中。隨著汽車工業(yè)和電動自行車工業(yè)的高速發(fā)展,鉛酸電池迎來了大規(guī)模的使用,同時也產(chǎn)生了大量的廢舊鉛酸電池。這個問題若處理不當,會造成環(huán)境污染,威脅著人類的健康。因此,研發(fā)綠色、經(jīng)濟、對環(huán)境無害的新工藝,對鉛酸電池工業(yè)的健康永續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文研究“四分離”得到的鉛膏的化學處理方法,以制備硫酸鉛和四堿基硫酸鉛;把后者分別用作鉛酸電池負極和正極活性材料,并研究其電化學性能的優(yōu)劣。主要內(nèi)容如下:（1）研究廢舊鉛酸電池的鉛膏成分,確定各組分的含量。XRD圖譜表明鉛膏主要含PbO、Pb、PbSO₄、PbO₂以及3BS�；瘜W分析方法測定結(jié)果表明,本論文使用的鉛膏中PbO、Pb、PbSO₄、PbO₂的含量分別為15.40%、2.76%、35.98%、40.60%,含鉛總量為76.79%。隨后進行的四因素三水平的正交實驗確定了甲酸還原鉛膏的最佳條件為:n（HCOOH）:n（Pb）為6:1、反應(yīng)溫... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

閥控密封鉛酸電池的結(jié)構(gòu)示意圖

東南大學碩士學位論文8硫劑，隨后將PbSO4浸出，利用PbO在NaOH溶液中可逆、可控的溶解-結(jié)晶過程可以直接得到PbO粉末[54,60]。為了解決原方法工藝中消耗原料多、流程長的問題，WYu[61]等研究了利用CH3COOH和H2O2將脫硫鉛膏轉(zhuǎn)化為Pb(CH3COO)2,再與NaOH溶液反應(yīng)制得高純度的PbO,在CH3COOH/Pb為2.00,H2O2/PbO2為3.5時可以除去Fe元素、BaSO4等雜質(zhì)，加入NaOH溶液，在NaOH/Pb為2.5時除去Ba、Sb等雜質(zhì)，可以獲得高純度的α-PbO。反應(yīng)流程為：圖1-2廢舊電池中制高純度PbO的流程圖Figure1-2Flowchartofmakinghigh-purityPbOfromspentbatteriesSmith和Kinsbursky[62-64]研究了將廢舊鉛膏在60°C~70°C的NaOH和KOH混合溶液中加熱得到Pb3O4固體，隨后將Pb3O4在CH3COOH與CH3CHO混合溶液反應(yīng)得到Pb(CH3COO)2溶液，加入NaOH后可以得到PbO沉淀。1.4.3分別處理正負極鉛膏制備氧化鉛將廢舊鉛酸電池正負極鉛膏分別處理制備氧化鉛是另一種思路，通常會在正負極中加入不同種類的添加劑來提高鉛酸電池的性能。如果將正負極鉛膏一起處理，那么得到的PbO當做鉛酸電池材料時會影響新電池的性能與壽命，因此需要采取適當方法祛除。例如，負極添加劑BaSO4如果混入正極鉛粉中，則會使正極性能降低[56]，如果將正負極鉛膏分開處理，既可以減少化學試劑的損耗，減少反應(yīng)步驟，也可以提高轉(zhuǎn)化效率、減小能耗，提高經(jīng)濟效益。本課題組提出了將廢舊鉛酸電池一分為七、正負極鉛膏分開處理的工藝[65-70]，本課題組的高鵬

東南大學碩士學位論文202.2.6表征方法本章中電極樣品的結(jié)構(gòu)表征采用BrukerD8DiscoverX射線衍射儀（XRD）進行，工作電壓為40kV，用Cu靶Kα線（波長為1.54056）為輻射源。樣品的表面形貌采用FEIInspectF50場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）進行分析。2.3結(jié)果與討論2.3.1廢舊鉛膏的脫硫圖2-1廢舊鉛膏和脫硫鉛膏樣品的XRD譜圖Figure2-1XRDspectrumofwasteleadpasteanddesulfurizationleadpastesamples圖2-1為廢舊鉛膏和鉛膏使用(NH4)2CO3脫硫后樣品的XRD譜圖。與標準圖譜對比可知，廢舊鉛膏中含有α-PbO2(JCPDScardNo.76-0564)、PbSO4(JCPDScardNo.89-7356)、3PbO·PbSO4·H2O(3BS,JCPDScardNo.88-552)、Pb(JCPDScardNo.65-2873)，PbO(JCPDScardNo.05-0570)，經(jīng)過脫硫處理后PbSO4全部轉(zhuǎn)化為PbCO3(JCPDScardNo.70-2052)。脫硫反應(yīng)的過程如下反應(yīng)式：PbSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)→PbCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)(2.1)圖2-2(a)是脫硫前廢舊鉛膏的SEM圖，可以看出廢舊鉛膏中存在著納米級別

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3121870