電解金屬錳生產(chǎn)過(guò)程中,陽(yáng)極上出現(xiàn)的電化學(xué)振蕩將增大電解過(guò)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(yáng)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(shí),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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著氯離子濃度增加(≤0.303 mol/L),電流-時(shí)間振蕩和電勢(shì)-時(shí)間振蕩曲線的振幅和頻率呈減弱的趨勢(shì),表明氯離子對(duì)電化學(xué)周期振蕩產(chǎn)生了抑制作用。陽(yáng)極表面首先產(chǎn)生MnO2陽(yáng)極泥,隨著反應(yīng)時(shí)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(guò)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(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(wèn)題
    1.2 添加劑在電解金屬錳研究中的應(yīng)用
        1.2.1 有機(jī)添加劑在電解金屬錳研究中的應(yīng)用
        1.2.2 無(wú)機(jī)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(diǎn)
        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?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 論文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
2 實(shí)驗(yàn)原理和方法
    2.1 電解過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析
        2.1.1 電解金屬錳陰極過(guò)程的特征
        2.1.2 電解錳陽(yáng)極過(guò)程的特征
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 電極和電解液的制備
        2.3.1 電解金屬錳實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
        2.3.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)電極的制備
        2.3.3 電解液的制備
    2.4 實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.1 電解金屬錳實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 電解金屬錳電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
    2.5 實(shí)驗(yàn)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(duì)電解金屬錳過(guò)程影響的研究
    3.1 Cl^-對(duì)電解金屬錳實(shí)驗(yàn)的影響
    3.2 Cl^-對(duì)電解金屬錳陽(yáng)極振蕩行為的影響
        3.2.1 Cl^-對(duì)循環(huán)伏安曲線的影響
        3.2.2 Cl^-對(duì)陽(yáng)極電勢(shì)振蕩的影響
        3.2.3 Cl^-對(duì)陽(yáng)極電流振蕩的影響
    3.3 Cl^-對(duì)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(duì)電解后的陽(yáng)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(shí)驗(yàn)小結(jié)
4 Br^-對(duì)電解金屬錳過(guò)程的影響
    4.1 Br^-對(duì)電解金屬錳實(shí)驗(yàn)的影響
    4.2 Br^-對(duì)電化學(xué)振蕩影響的研究
        4.2.1 Br^-對(duì)循環(huán)伏安曲線的影響
        4.2.2 Br^-對(duì)電勢(shì)振蕩的影響
        4.2.3 Br^-對(duì)電流振蕩的影響
        4.2.4 Br^-對(duì)電化學(xué)振蕩過(guò)程的振幅和頻率的影響
        4.2.5 Br^-對(duì)電解液pH值的影響
    4.3 相空間重構(gòu)
    4.4 Br^-對(duì)電解后的陽(yáng)極泥的影響
        4.4.1 陽(yáng)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)
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(qǐng)的專利目錄
    C作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3868040