锰在锌电解沉积过程中的作用
锌锰电池工作原理
锌锰电池工作原理
锌锰电池是一种可充电的干电池，它由锌和锰构成。
在其正
极中，锌是主要的活性物质，因为它被氧化成了Zn(OH)2,并且
以二价金属Zn为副产物。
而在其负极中，锰则被氧化成了MnO2。
这样，电极上的锌片和锰片就分别变成了正极和负极。
如果把锌
锰电池看作是一只正极长着两根火柴的小木棒的话，那么，这只
小木棒就相当于负极，而锌片和锰片就相当于正极。
锌锰电池的工作原理是：当正极上发生氧化反应时，
Zn(OH)2就会变成Zn(OH)2+2OH-；而当负极上发生还原反应时，MnO2就会变成MnO2+2OH-。
根据化学方程式可知：当电量不足时（如电池中的正极缺了一根火柴），那么在正极上就会有一个电
子移动到负极上（或叫被还原成了带负电荷的电子），而在负极
上则会有一个电子移动到正极上。
这样就形成了一个闭合回路。
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湿法炼锌过程中Mn离子和Cl离子的化学分析对锌片化学质量的影响及对策
作者简介:冯华梦（1976-），男。
主要从事锌冶炼方面的工作。
湿法炼锌过程中锌片含铅主要来源于阳极，主要由于机械夹杂和化学电积的结果。
机械夹杂是阳极泥悬浮被夹杂析出，它与阳极氧化膜的坚固性大小有关，Mn 在电解溶液中主要以MnO 2形态存在，它与PbO 2共同形成的阳极膜较坚固，适量的Mn 还能使悬浮的PbO 2沉降而不在阴极夹杂析出；化学电积是电解液中Pb 2+在阴极放电析出，Pb 2+增多是由于阳极腐蚀溶解所致，促使阳极溶解是由于电解液含Cl 过高等因素影响。
因此稳定电解液中含Mn 量和降低电解液含Cl 是生产优质电锌的必要条件。
1Mn 的准确测定(亚铁盐容量法)1.1试剂配制硫磷混酸（1:1）、二苯胺磺酸（0.05%）、硝酸银（2%）（硝酸银10g 用水溶解并稀释至500ml ）、硫酸亚铁铵标准溶液（c=1mol/L ）；氧化剂：过硫酸铵。
1.2方法提要试样用磷酸分解后，以硝酸银作催化剂，用过磷酸铵将Mn （Ⅱ）氧化成Mn （Ⅶ），以硫酸亚铁铵标准溶液滴定。
1.3分析步骤移取1ml 试液于500ml 缩口烧杯中，加水150ml 、硫磷混酸10ml 、硝酸银5ml ，加热煮沸，取下稍冷加入过硫酸铵3g ，煮沸（无水气泡发生），用硫酸亚铁铵标液滴至淡红色，加二苯胺磺酸钠4滴，继续滴定至淡红色消失为止。
湿法炼锌过程中Mn 离子和Cl 离子的化学分析对锌片化学质量的影响及对策冯华梦(会理鑫沙锌业有限责任公司,四川会理615108)摘要：湿法炼锌过程是一个闭路循环的系统流程，稳定系统中的Mn 和降低系统中的Cl 会对锌片含铅起到至关重要的作用，在实际生产中，定期、快速、准确分析溶液中的Mn 、Cl 离子浓度，直接影响生产控制和生产管理，最终影响产品质量和销售。
关键词：锰离子；氯离子；硫酸锌溶液；锌片质量中图分类号：TF813文献标志码：AEffects of Chemical Analysis of Mn Ions and Cls on the Chemical Quality of Zinc Tablets during ZincHydration FENG Huameng(Huili Xin Sha Zinc Industry Limited,Huili 615108,China)Abstract :The process of wet zinc smelting is a closed-circuit system flow.Stabilizing the MN in the system and reducing the CL in the system will play a vital role in the production of lead in zinc tablets.In practice,the concentration of MN and CL ions in the solution is analyzed regularly,quickly and accurately,which directly affects production control and management,and ultimately affects product quality and sales.Key words :manganese ion;Chlorine ions;zinc sulfate solution;quality of zinc tablets第1期1.4注意事项（1）准确移取试样；（2）加热煮沸时间应严格控制，煮沸时间以出现大气泡后开始计算，再保持7分钟为宜；（3）若加入5mlAgNO3有白色浑浊，则再补加5mlAgNO3再进行下一步；（4）指示剂不宜加入过早，否则易破坏，必须当溶液被滴定至浅红色加入指示剂。
锌冶炼工艺介绍
锌冶炼工艺介绍锌冶炼工艺介绍-火法工艺\湿法工艺：《锌冶炼论文全集》征订我国第一部锌冶炼大型专著30年总结：技术与经验设备与装备国内与国外历史与未来《锌冶炼论文全集》是我国第一部全面介绍锌冶炼技术、设备的论文集。
本全集收集了《中国有色冶金》近30年来所有锌冶炼方面的论文，包括锌冶炼的全部工艺:1.火法工艺ISP法、竖罐炼锌法、电炉炼锌法等;2.湿法工艺常规法，高酸浸出法（磺钾/钠/铵铁钒法、低污染磺钾/钠/铵铁钒法、喷淋除铁法），直接浸出法（高压浸出法、常压浸出法）等。
本全集分十大部分：外文译丛、综述、焙烧、制酸、火法炼锌、湿法炼锌（浸出、净液、电解、熔铸、锌基合金）、综合回收与利用、污酸污水处理、低浓度烟气处理、设备与装备等。
从中可以全面了解我国锌冶炼近30年来的技术进步、设备和装备更新、大型项目建设、以及大型设备引进及其国产化的历程和全貌；从外文译丛中可以领略到世界先进技术的应用进程，以及国外大型企业30年的发展历程，还可以了解近五年最新技术应用情况和未来技术的发展趋势，是一部集技术与经验、设备与装备、国内与国外、历史与未来、过程与结果于一体的珍贵的技术论文全集，值得珍藏！电话：***** 联系人：周伟Email：zhouwei*****@《锌冶炼论文全集》目次1 我国锌冶炼现状近近年来的技术发展2 葫芦岛锌厂竖罐炼锌70年回望3 我国冶炼烟气制酸进展及展望4 铅锌密闭鼓风炉熔炼技术10年来进展5 当代竖罐炼锌技术评述6 八十年代铅锌的技术发展前景7 国内外锌冶炼技术的进步8 株洲冶炼集团有限责任公司的技术研发前景9 株洲冶炼厂的技术进步的方向及措施10 株冶技术创新实践11 我国铟产业现状及发展12 西北铅锌冶炼厂锌系统投产10周年回顾与展望13 株洲冶炼厂10万t锌扩建工程浅析14 比利时老山公司湿法炼锌技术评价15 我国的氧化锌工业16 高级氧化锌提取工艺的进展17 贵州含锗氧化铅锌矿资源的开发状况及前景18 沈冶湿法炼锌的三十年第2篇沸腾焙烧1 我国锌精矿沸腾焙烧技术的进展2 沸腾炉还原连续炼锌法3 锌焙砂还原焙烧工艺的试验研究4 锌精矿富氧鼓风沸腾焙烧5 锌精矿沸腾焙烧和浸出渣的处理6 新法熔炼锌焙砂的热力学研究与基础实验7 锌精矿沸腾焙烧与氧化锌生产新工艺8 RPC硫酸化焙烧工艺9 焙烧、制酸车间的近期改进10 株冶109O沸腾炉及硫酸系统生产述评11 微富氧技术在沸腾焙烧炉的应用12 避免锌精矿沸腾焙烧炉开炉过程中SO2烟气排空污染的生产实践13 锌冶金企业原料配料系统的优化方法的探讨与实践第3篇火法炼锌ISP法、竖罐炼锌法、电炉炼锌法、其它火法炼锌）3．1 ISP法1 韶冶铅锌密闭鼓风炉I系统技术改造2 铅锌密闭鼓风炉风口喷吹技术应用探讨3 浅析韶关冶炼厂ISP工艺的现状与发展4 密闭鼓风炉炼锌法在韶关冶炼厂的生产实践5 谈铅锌密闭鼓风炉的金属回收率6 韶关冶炼厂二系统烧结工艺的改造7 延长ISP工艺大修周期的生产实践8 延长铅锌密闭鼓风炉系统清扫周期的生产实践9 氧化锌生产的质量控制10 精馏冷凝锌粉的生产与分级11 韶冶铅锌密闭鼓风炉熔炼砷的分布及行为3．2 竖罐炼锌12 竖罐蒸馏炼锌法的展望13 特大型竖罐蒸馏炉的生产实践14 竖罐炼锌工艺中焙砂与二次焙砂混合比的探讨15 竖罐炼锌生产的强化途径分析16 长沙锌厂双竖罐蒸馏炉改造工程生产实践17 竖罐炼锌用还原煤配煤技术的探讨18 西德奥克厂竖罐炼锌技术19 锌精馏塔生产高级氧化锌20 精锌生产实践3．3电炉炼锌21 电炉炼锌工艺实践与探讨22 电炉炼锌的生产实践及技术改进23 防止炼锌电炉炉底积铁的生产实践24 锌电热蒸馏炉的生产过程分析25 2500KVA炼锌电炉的开发和应用26 炼锌电炉飞溅式冷凝器的改进实践27 延长炼锌电炉炉龄的生产实践3．4 其它方法28 氧化锌矿火法处理新工艺―铁浴熔融还原法29 锌锭反射炉法生产锌粉实践30 浅析超细高活性锌粉的制备和用途31 利用尾矿生产氧化锌微粉的试验研究32 直接法生产氧化锌产品灰份控制的探讨33 喷吹炼锌热力学平衡计算34 喷射炼锌法的改进35 精馏法生产氧化锌的几个问题36 年产一万吨氧化锌―精锌的精馏工艺改造37 用碳与石灰直接还原硫化矿38 锌精炼过程中锌液面的覆盖措施39 锌火法精炼加铝除铁的工业试验40 采用精馏法提高氧化锌产品档次41 兴城市冶化厂高级氧化锌生产实践42 超细锌粉的生产实践43 细锌粉的生产44 氧化锌焙粉工艺的改进45 锌精馏塔煤气供应中断15小时恢复生产过程46 粉镀（渗）锌技术及应用第4篇湿法炼锌4．1 浸出4．1．1 常规浸出法1 湿法炼锌中酸平衡的分析与对策2 湿法处理高硅氧化锌矿3 絮凝剂对电锌生产的影响研究4 高硅锌精矿的处理方法5 高硅氧化锌矿浸出脱硅工艺研究6 新建电锌厂浸出工序的试生产7 论电解锌两段中性间断浸出工艺的改进8 锌焙砂浸出的生产实践及技术改进9 一次浸出渣过滤效率的提高10 株洲冶炼厂氧化锌炼锌系统技术改造11 株冶湿法炼锌中铁的行为和作用12 高锗锌原料湿法冶炼的实践4．1．2 高酸浸出法13 喷淋沉淀除铁工艺的应用14 降低浸出渣含锌的生产实践15 西北铅锌冶炼厂浸出车间处理高硅原料的实践16 湿法炼锌中用氧化锌矿代替部分焙砂的工艺的研究17 热酸浸出黄钾铁矾工艺的生产实践18 热酸浸出―黄钾铁矾工艺的改进与实践19 采用热酸浸出处理烟尘的技术发展20 采用低污染黄铁矾提高金属回收率21 从冷却塔结晶看低污染沉矾22 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有机物对锌电积的影响和有机添加剂的选择77 骨胶添加剂对锌电解影响的研究78 锰在锌电解中的作用79 锌电积过程中锗的危害及预防措施80 试生产期间的锌电解车间组织与技术管理81 用传统电解槽进行氯化锌电积的小型试验82 锌电解车间硅整流所设计中的几个值得注意的问题83 低银铅钙合金阳极在锌电解工业中的应用84 锌电解搭接法电积能耗高的原因探讨及阴极导电头的改进研制4．4 熔铸85 提高锌锭底面质量的研究和生产实践86 锌锭浇铸现代化87 圆盘铸锭机锌锭模的改进88 10万t锌熔铸车间的炉型选择89 锌熔铸车间的工艺设计90 热镀用大锭锌合金生产实践91 热镀锌生产实践92 金属镉的熔化与浇铸第5篇制酸1 改善冶炼厂硫酸质量的研究2 焙烧锌精矿烟气制酸生产实践3 36Kt冶炼烟气制酸装置的运行实践4 浅谈白银公司冶炼厂制酸系统技术改造5 干吸工段酸浓度控制方法的探讨6 波利顿法控制硫酸中的汞7 西北铅锌冶炼厂除汞工艺改造实践8 硫酸厂处理高浓度SO2冶炼烟气的一种创新方法9 硫酸厂的热量回收10 焙烧制酸过程的余热利用11 关于硫酸厂节电12 韶关铅锌烧结机低浓度烟气两转两吸制酸工艺改造13 锌精矿沸腾焙烧尾气制酸系统开车防止SO2污染的实践第6篇收尘与环保1 葫芦岛锌厂硫酸生产现状和发展前景2 净化污酸综合利用实践3 锌浸出渣挥发窑处理烟气收尘4 株洲冶炼厂锌粉制造收粉系统改造5 锌精矿沸腾焙烧烟气收尘设计与实践6 锌挥发窑袋式收尘清灰技术的研究7 锌系统烟气制酸污水的治理第7篇综合回收与利用1 竖罐炼锌残渣为燃料采用Ausmelt技术处理锌浸出渣的工艺探讨2 用浮选法从锌浸出渣富集银的试验3 湿法炼锌流程中银的行为4 矮鼓风炉法处理湿法炼锌浸出渣5 砷汞烟尘的富集回收新方法6 由复杂多变的锌原料生产1号电锌7 从锌浸出渣回收银的改进8 火法炼锌蒸馏残渣综合回收利用9 用赤铁矿法改造现有大型电锌厂浸出渣的处理流程10 湿法炼锌净化钴渣处理工艺的改进11 炼锌厂稀酸的合理利用12 用溶剂萃取法从氧化锌矿浸出渣中回收锌13 从锌浸出渣中回收贵金属14 从高镉锌中回收镉15 葫芦岛锌厂粗镉精馏生产实践16 粗镉真空蒸馏制取优质镉的工业试验17 旋涡炉熔炼蒸馏残渣的生产实践18 密闭鼓风炉炼锌铅过程中贵金属的回收问题19 采用半鼓风炉法处理锌浸出渣、竖罐渣及其他含锌物料提取金银20 从制药醋酸锌废渣中回收锌21 烟尘中锌的回收利用22 用湿法冶金的方法从锌灰和烟尘中回收锌23 锌渣烟化炉连续吹炼的生产实践24 从湿法炼锌的铜镉渣中回收七水硫酸锌25 进一步改善镉的回收现状26 光敏硫化镉的生产方法27 株冶镉生产工艺的改进28 低品位海绵镉生产电镉29 提高粗镉质量的措施30 用高锌镉生产精镉工艺的改进27 从锌精矿焙烧电尘中提取镉28 株州冶炼厂银和稀散元素的回收29 对提高我厂铟回收率的初步探讨30 浅谈烟灰综合利用中铟的回收31 我厂铟回收方法及工艺改进32 提高精铟质量的研究33 浅谈离心萃铟过程中结晶乳化和有机相老化问题及处理34 超细氧化铟粉的研制35 锌精馏系统中铟的富集36 从竖罐炼锌焦结烟尘中回收铟工艺条件的优化37 从硫酸锌溶液中富集铟两种工艺的比较38 从锌渣浸渣中综合回收铟锗铅银的试验研究39 萃取法回收锗的新工艺40 株冶回收锗技术的变革与展望41 炼锌过程中锗作为副产品回收42 溶剂萃取锗过程中的乳化及其消除43 韶关锗综合回收技术的发展44 精馏塔回收锗的生产实践45 用锌精矿沸腾焙烧SO2烟气制取焦亚硫酸钠46 锌铸型浮渣除氟的研究第8篇相关设备8．1 各类冶炼炉与窑1 铅锌鼓风烧结机的现状及其密封结构2 韶冶铅锌鼓风炉炉壳的改造3 韶冶铅锌密闭鼓风炉技术改造4 沸腾焙烧炉改造实践5 沸腾焙烧设备的生产技术改造6 109O沸腾焙烧炉空气分布板制作与焊接的问题探讨7 铅锌密闭鼓风炉浮渣处理设备的改造8 铅锌密闭鼓风炉的加料装置的改造实践9 铅锌密闭鼓风炉系统设备内衬砌体的改造实践10 锌竖罐蒸馏炉夏延部砖套改进实践11 锌精馏炉平口塔盘的研制与应用12 提高锌精馏炉砌筑质量的有效措施13 韶冶塔式锌蒸馏炉燃烧室的改进14 小型锌蒸馏炉的设计计算15 两段煤气发生炉在竖罐炼锌中的应用16 熔炼电炉用可伸缩电极密封装置的开发17 炼锌电弧炉耐火材料使用寿命探讨18 工频熔锌电炉冻炉事故的处理19 锌合金加工用感应电炉及应用20 工频感应电炉改造方案的探讨21 工频有芯熔锌电炉感应器耐火材料的研究与应用22 延长锌浸出渣挥发窑寿命的实践24 锌浸出渣挥发窑处理系统的优化25 回转窑处理浸出渣操作的改进26 锌浸出渣挥发窑内衬砖的选择和实践8．2 收尘与制酸设备27 管式除尘雾器的改造实践28 我国第一台13O四电场针管式电收尘器在赤峰冶炼厂投入运行29 13O针管式电收尘器技术及应用30 二氧化硫鼓风机进出口管道的改进31 电除尘器绝缘子的设计与选择32 孟山都动力波洗涤技术在有色金属冶炼厂烟气制酸净化工序的应用33 耐HF酸胶泥在冶炼制酸空塔上的应用8．3 精馏设备(4篇)34 锌精馏塔的几项技术改造35 检测锌精馏塔盘质量新方法的研究36 锌精馏塔压力的自释放37 大型精馏塔盘的研制与应用8．4 反应器（釜）与电解槽38 用于针铁矿法处理锌浸出渣的氧化反应器39 采用沸腾反应器净化锌电解液40 湿法冶金中的高压釜选型41 使用振动反应器净液除镉42 湿法炼锌中防腐技术及电解槽掏槽的机械化43 锌电解槽边母线的优化设计8．5 浓密搅拌与过滤设备44 关于搅拌作业的比例放大问题45 株冶锌冶炼浸出渣过滤设备评述46 锌浸出渣用全自动挤压式压滤机脱水47 关于湿法冶金过滤设备的选择48 湿法炼锌渣过滤工艺设备改进与压滤机产品研究开发49 高效浓密机50 浓密机使用故障分析及对策51 PF-25翻盘式真空过滤机在湿法氧化锌工业中的应用8．6 剥离机53 新剥锌机的开发54 阴极锌剥离实践―剥锌机和极板的搬运8．7 锅炉55 锌焙烧余热锅炉的技术改造56 余热锅炉在锌精矿沸腾焙烧余热回收中的应用57 日本川崎和芬兰奥斯龙锌焙烧余热锅炉比较8．8 冷却塔58 YBF-X锌电解液冷却塔59 电解车间空气冷却塔改造设想60 锌电解液空气冷却塔节能显著8．9 其它设备62 株洲冶炼厂机电设备技术改造主要成果汇总简介63 润式球磨机的研制与应用64 配料仓改用振动电机放矿的效果65 四元合金阳极板在湿法炼锌中的应用66 锌电积铅基四元合金阳极的研究与应用67 粘度计量在湿法炼锌中的应用第9篇国外文献9．1 综述1 现代锌处理技术的最新经验2 国外氧化锌矿的冶炼3 比利时老山公司巴伦锌厂十年来的发展4 秋田锌精炼厂生产近况5 秋田冶炼厂的锌冶炼6 饭岛精炼厂应用计算机操作的过去、现在和将来7 神冈矿业股份公司的铅锌冶炼8 三井矿冶公司的锌生产现状9 八户冶炼厂的锌、铅冶炼改造10 小名滨冶炼厂的焙烧、硫酸设备及氧化锌生产现状11 日本矿业锌公司的锌冶炼改造12 日本铅锌冶炼厂的技术改造13 日本铅锌冶炼厂的技术改造（续）14 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硫化物有限公司新南威尔士州柯克尔.克里克厂镉的生产73 西德诺尔登线锌厂的镉真空蒸馏精炼电话：***** 联系人：周伟9．6 其它74 饭岛冶炼厂的锌冶炼75 饭岛锌精炼厂最近的生产76 比利时老山公司锌成品加工77 谢里特炼锌工艺的能源需要量78 水力雾化法生产锌粉79 喷射炼锌法的特点及问题80 喷射炼锌法的特点及问题81 喷射法制取电池锌粉及汞齐化锌粉的生产82 彦岛电锌厂的节能。
锌电积用阳极材料Pb-Ag
第42卷第5期(总第191期)2023年10月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .5(S u m.191)O c t .2023锌电积用阳极材料P b -A g/P b O 电化学性能研究黄艳芳1,2,杨 泽2,韩桂洪1,2,杨淑珍1,杨腾蛟3(1.郑州大学关键金属河南实验室,河南郑州 450001;2.郑州大学化工学院,河南郑州 450001;3.河南豫光锌业有限公司,河南济源 450041)摘要:研究了P b O 附着于P b -A g 极板表面对电极电化学性能的影响,通过一步电沉积法获得了P b -A g/P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g /P b O -C o -M n4种复合阳极㊂通过X 射线衍射(X R D )和扫描电子显微镜(S E M )对电极表面形貌和结构进行表征㊂在模拟锌电积体系中,采用循环伏安曲线(C V )㊁阳极极化曲线㊁电化学交流阻抗谱(E I S )对电极电化学性能进行了测试㊂结果表明:P b O 呈片状团聚型结构,C o 和M n 掺杂后P b O 晶粒被细化,利于活性位点的充分暴露;相对于P b -A g 电极,沉积电极亲水性有效改善,利于多相反应的发生;相对于P b -A g 阳极,P b O 镀层阳极(包含C o ㊁M n 掺杂电极)具有一定的O E R 催化活性和更好的耐腐蚀性,在锌电积中展现出较低的槽电压㊂关键词:锌电积;阳极改性;金属掺杂;亲水性;电化学中图分类号:T F 813;T F 114;O 646.542 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)05-0537-09D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.05.016收稿日期:2023-05-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(U 2004215,U 22A 20130);河南省自然科学基金资助项目(232300421196);郑州大学求是科研启动基金(32213511)㊂第一作者简介:黄艳芳(1983 ),女,博士,副教授,主要研究方向为有色金属湿法冶金㊂通信作者简介:杨淑珍(1993 ),女,博士,副研究员,主要研究方向为冶金电化学㊂E -m a i l :ys z z z u @126.c o m ㊂引用格式:黄艳芳,杨泽,韩桂洪,等.锌电积用阳极材料P b -A g/P b O 电化学性能研究[J ].湿法冶金,2023,42(5):537-545. 锌电积过程是湿法炼锌工艺的最后一道工序,其过程能耗占湿法炼锌工艺流程的80%㊂控制锌电积过程能耗是发展低碳冶金的必然选择㊂锌电极过程能耗集中于反应槽电压,其中阳极的析氧反应(O E R )过电位对电流效率影响较大㊂目前,锌电积工业所用阳极材料以P b -A g 合金阳极为主,具有O E R 过电位适中㊁机械性强度高等特点㊂通过电极改性,改变电极电荷转移势垒,利用电催化反应加快电极和电解质界面上的电荷转移,可有效减小锌电积析氧过电位,进而降低过程能耗[1]㊂借鉴污水处理[2-4]㊁燃料电池[5-7]㊁微生物电合成[8-9]等诸多领域的电催化研究理论和技术,深入分析和认识锌电积过程析氧反应,对实现锌电积工业的低碳绿色发展具有较大意义㊂在实际应用中,受电解液环境影响,阳极板存在一定腐蚀问题,会降低阳极使用寿命,影响阴极产品品质㊂为改善该问题,可在阳极上镀P b O 2涂层,以防止基体与电解液直接接触㊂P b O 2具有良好的导电性㊁低析氧潜力,相对成本也较低㊂涂层表面的O E R 是一个多相催化反应过程[10-11],通过掺杂过渡金属可降低P b O 2涂层阳极的析氧过电位,不同氧化物颗粒掺杂剂的催化活性顺序为P b O 2+C o 3O 4>P b O 2+R u O 2>P b O 2+C o O x >P b O 2[12]㊂有研究表明,真空热压法所制备P b -P b O 2-C o 3O 4复合阳极具有优异的电催化活性和耐腐蚀性能[13],C o 3O 4掺杂可使沉积层粗糙,增加电极与溶液的接触面积[14]㊂在工业锌电积过程中,随电解反应进行,电解液中的铅㊁锰等离子易在阳极表面发生沉积,形成阳极副产物㊂P b O 是阳极板上常见的析出相之一,目前关于其对阳极反应具体影响的支撑数据很少㊂试验借鉴P b O 2镀层对P b 基阳极影响的研究方法和研究手段,通过一步电沉积法获得P b O 镀层P b -A g 电极,并研究金属离子钴和锰的Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金 2023年10月掺杂对电极表面形貌㊁电极表面的亲疏水性[15-16]和电化学性能的影响,以期为锌电积过程电极的改进提供技术参考㊂1 试验方法1.1 P b -A g 基体预处理通过恒电流密度一步电沉积法制备了P b -A g 基复合镀层阳极,共有4种:P b -A g /P b O ㊁P b -A g/P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g /P b O -C o -M n ㊂首先将P b -A g 板进行线切割裁切和预处理,工作面积2c mˑ2c m ,之后将基体上加载-1.2V 的电位并保持2h ,去除基体表面的氧化物和杂质,依次用1200#㊁2000#砂纸打磨其表面,直至出现明亮的金属光泽㊂将打磨过的基体浸入除油剂中,在40ħ下保持30m i n ,祛除表面油污,增强沉积层与基体的结合力㊂基体经过化学除油处理后用去离子水冲洗,保存在3%H C l 溶液中,备用㊂1.2 电沉积阳极的制备采用三电极体系,在电化学工作站上对阳极进行电镀,其中工作电极为P b -A g 板,辅助电极为石墨片电极,参比电极为饱和甘汞电极㊂制备P b O 镀层的镀液组成为:1m o l /LP b (N O 3)2和0.2m o l /L H N O 3溶液;制备P b O -C o 镀层的镀液组成为:1m o l /LP b (N O 3)2㊁0.1m o l /LC o (N O 3)3和0.2m o l /LH N O 3;制备P b O -M n 镀层的镀液组成为:1m o l /LP b (N O 3)2㊁0.1m o l /LM n (N O 3)2和0.2m o l /LH N O 3,制备P b O -C o -M n 镀层的镀液组成为:1m o l /LP b (N O 3)2㊁0.1m o l /LC o (N O 3)3㊁0.1m o l /L M n (N O 3)2和0.2m o l /L H N O 3㊂设定恒温磁力搅拌器参数,搅拌速率500r /m i n,温度35ħ,随后在电流密度20m A /c m2的条件下电沉积2h ㊂沉积完成后将样品取出,用去离子水冲洗表面,置于空气中干燥,得到P b -A g 基复合氧化物镀层阳极㊂1.3 物理、电化学性能表征镀层阳极的物相组成㊁微观形貌和元素分布分别采用X 射线衍射仪(X R D )㊁扫描电子显微镜(S E M )和能量色散X 射线谱仪(E D S )进行表征,镀层的疏水性能采用接触角测定仪测定㊂电化学性能分别采用阳极极化曲线㊁C V 曲线㊁T a f e l 曲线㊁E I S 曲线㊁槽电压曲线进行表征㊂试验仪器及设备见表1㊂表1 试验仪器及设备名称型号生产厂家电子天平A U X 220日本岛津公司恒温水浴磁力搅拌器D F -101S 常州万顺仪器制造有限公司超声波清洗仪K Q 3200昆山市超声仪器有限公司聚焦离子束扫描电镜A u r i g aS E M /F I BC r o s s b e a mS ys t e m 德国蔡司Z E I S S 有限公司C T 断层扫描X 射线衍射系统E m p y r e a nX -r a y d i f f r a c t i o n 荷兰帕纳科P A N a l y t i c a l 有限公司电化学工作站A u t o l a bP G S T A T 302N瑞士万通M e t r o h m 有限公司接触角测定仪J C 2000D C上海中晨数学技术设备有限公司电感耦合等离子体发射光谱仪I C PP R O X 美国赛默飞世尔科技公司2 试验结果与讨论2.1 物相组成P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g/P b O -C o -M n 阳极的X R D 图谱如图1所示㊂由图1(a )看出:2θ分别为29.0ʎ㊁30.3ʎ和32.4ʎ时,P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g /P b O -C o -M n 阳极均存在较为明显的衍射峰,与标准卡片中P b O (J C P D S#38-1477)的特征峰相对应;2θ分别为31.3ʎ㊁36.2ʎ㊁52.2ʎ和62.1ʎ时,对应的衍射峰与P b (J C P D S #04-0686)标准卡中的特征峰位置一致㊂由图1(b )看出:P b O 晶体的特征峰均向左偏移,这表明晶格常数变大,C o ㊁M n 成功掺杂在P b O 晶体中㊂由图1看出,镀层材料的衍射峰尖锐且清晰,说明其晶相结构良好㊂㊃835㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期黄艳芳,等:锌电积用阳极材料P b -A g /P b O电化学性能研究a 宽范围;b局部放大㊂图1 不同镀层阳极的X R D 图谱2.2 表面形貌为更好了解不同氧化物镀层在制备过程的结构变化,用S E M 分别对4种镀层的表面形貌进行分析,结果如图2所示㊂放大1000倍:a P b -A g ;b P b -A g/P b O ;c P b -A g /P b O -C o ;d P b -A g/P b O -M n ;e P b -A g/P b O -C o -M n ㊂放大5000倍:f P b -A g/P b O -C o -M n ㊂ 图2 不同镀层阳极的扫描电镜显微照片由图2(a )看出:P b -A g 基体较为平整,表面有一定粗糙度,适合作为镀层基体㊂复合P b O 镀层呈不规则的片状和针状结构[17-18]㊂由图2(b)看出:P b -A g /P b O 镀层阳极表面出现团聚现象,晶体堆叠不均匀㊂复合镀层的形貌多样性为反应提供更多可能性,但由于其复杂的空间力场,极易导致析氧反应过程电场分配不均匀,造成固-液界面上存在多重电势差,从而严重阻碍析氧反应进程㊂由图2(c )~(f )看出:经过C o ㊁M n 掺杂改性后,P b O的团聚现象消失,镀层变为疏松多孔结构,纳米颗粒转变为纳米棒结构㊂这种棒状和片状相结合的结构可增大镀层的反应空间,为电极反应提供更多活性位点,从而有效降低电极表面的电势差㊂2.3 E D S 元素分布表征在电沉积过程中,为探明C o 和M n 在镀层内部的掺杂情况,利用E D S 面扫对镀层表面的元素分布进行了表征,结果如图3所示㊂可以看出:未掺杂元素的P b -A g /P b O 阳极主要由P b ㊁O2种元素组成,P b -A g/P b O -C o 阳极由P b ㊁O ㊁C o3种元素组成,P b -A g /P b O -M n 由P b ㊁O ㊁M n3种元素组成,表明采用一步电沉积法可将C o /M n 有效地掺杂于电极中,且元素分布均匀㊂2.4 材料疏水性表征在液相中,表面亲疏水性是衡量镀层表面性能的重要指标,可通过测量镀层与水的接触角θ来判断㊂P b -A g ㊁P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g /P b O -C o -M n 阳极接触角随时间的变化情况如图4所示㊂可以看出:P b -A g阳极因其表面具有疏水性而不易被润湿,与水的接触角在90s 内保持在119ʎ左右,其疏水性将在锌电积工艺中阻碍电极与电解质溶液全面接触,进而导致传质阻力增大;在P b -A g 阳极表面沉积P b O 镀层后,表面亲水性增强,P b -A g /P b O 阳极与水的接触角随时间延长而逐渐减小,90s 时的接触角为73ʎ;通过恒电流密度法电沉积制备的P b -A g /P b O -C o 和P b -A g /P b O -M n 阳极亲水性能最优,P b -A g /P b O -C o 阳极与水接触时,随接触时间延长,接触角从0s 时的83ʎ减小至90s㊃935㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金 2023年10月的44.2ʎ;P b -A g /P b O -M n 阳极在接触瞬间,接触角就达35.7ʎ,随润湿时间推移,接触角继续减小,在30s 时达29.1ʎ,90s 时达26.3ʎ㊂P b -A g/P b O -C o -M n 阳极的亲水性优于P b -A g/P b O 阳极,而又不及P b -A g /P b O -C o 阳极和P b -A g /P b O -M n 阳极㊂该表现可能和阳极表面形貌有直接关系:对比P b -A g /P b O -C o 阳极和P b -A g /P b O -M n 阳极可知,P b -A g /P b O -C o -M n 阳极表面针状和片状结构更加复杂,导致其亲水性降低㊂在锌电积过程中,亲水电极能与水快速接触,使电极表面活性位点充分暴露在反应液中,降低电解过程的传质阻力㊂同时,氧气从电极表面脱附时,受界面亲疏水性影响,脱附速度也会受到影响,亲水性越好,氧气脱附速度越快㊂图3 P b -A g /P b O (a )㊁P b -A g /P b O -C o (b )和P b -A g/P b O -M n (c )阳极的E D S分析结果图4 P b -A g 基阳极表面与水的接触角随时间的变化情况㊃045㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期黄艳芳,等:锌电积用阳极材料P b -A g /P b O 电化学性能研究2.5 阳极极化曲线P b -A g ㊁P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g/P b O -M n ㊁P b -A g/P b O -C o -M n 阳极在50g /L Z n 2++150g /L H 2S O 4中的阳极极化曲线和Ta f e l 斜率如图5所示,电流密度在40~60m A /c m 2范围内的阳极析氧反应过电位和T a f e l 斜率对比结果见表2㊂a 阳极极化曲线;b T a f e l 斜率㊂图5 P b -A g 基阳极的LS V 测试结果表2 P b -A g 基阳极的析氧反应性能对比结果阳极过电位/(m V@50m A ㊃c m -2)T a f e l 斜率/(m V ㊃d e c-1)P b -A g 1107239P b O1105276P b O -C o 1082310P b O -M n1028288P b O -C o -M n1014573由图5看出:在50g /L Z n 2++150g /LH 2S O 4溶液中,P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g/P b O -C o -M n 阳极在50m A /c m 2时的析氧反应过电位分别为1105㊁1082㊁1028和1014m V ㊂相较于P b -A g 阳极,C o 掺杂和M n 掺杂电极的过电位都有所降低,这与掺杂后电极表面晶粒被细化相关;M n 掺杂材料降低幅度更大,原因可能和M n 掺杂电极亲水性更强相关;在较低电流密度条件下(ɤ50m A /c m2),C o ㊁M n 共掺杂的析氧过电位最低,电催化活性最好,说明C o 和M n 的掺杂对电极活性改善具有协同作用;但电流密度较大时,电极反应受反应物浓度扩散影响变大,电极亲疏水性则起到更大作用,因此,P b -A g /P b O -M n 在较高电流密度下表现出更高的催化活性㊂掺杂C o 和M n 都会导致T a f e l 斜率增大,表明电势变大时,析氧反应过电位增速变缓,析氧过程变化平稳㊂2.6 循环伏安曲线绘制P b -A g ㊁P b -A g /P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n 和P b -A g/P b O -C o -M n 阳极在50g /LZ n 2++150g /L H 2S O 4溶液中不同扫速下的循环伏安曲线(电压测试范围为0.62~1.82V (v s .R H E )),以及1.23V (v s .R H E )电位下的扫描速率-电流密度关系及双电层电容拟合曲线,结果如图6所示㊂在非法拉第电势范围内,取中间电位下的氧化电流密度和还原电流密度,将两者的算数平均值与相应的扫描速率作线性回归曲线,拟合曲线的斜率即为双电层电容C d l (图6(f )),计算公式为j =j a +j c 2=C d ld φd t=常数㊂式中:j a ㊁jc 氧化曲线电流密度和还原电流密度,m A /c m 2;Cd l 双电层电容,m F /c m 2;φ 扫描速率,m V /s㊂由图6看出:P b -A g /P b O ㊁P b -A g/P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g/P b O -C o -M n 阳极的双电层电容依次升高,P b -A g /P b O -C o -M n 的C d l 最大,为0.118m F /c m 2,P b -A g /P b O ㊁P b -A g/P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n 的C d l 分别为0.108㊁0.109㊁0.111m F /c m 2㊂相较于纯P b -A g 阳极,4种镀层阳极的双电层电容变大;根据双电层电容和电化学活性面积(E C S A )的关系可知,P b -A g/P b O -C o -M n 的E S C A 最大,说明P b -A g/P b O -C o -M n 可为电化学反应提供更多活性位点㊂㊃145㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金 2023年10月图6 不同扫速下P b -A g 基阳极的循环伏安曲线(a ~e )㊁扫描速率-电流密度关系及双电层电容拟合曲线(f )2.7 交流阻抗曲线为进一步探究所制备镀层阳极在工业应用中的性能,在50g /LZ n 2++150g /LH 2S O 4工业电解液中测试了电化学和电催化性能㊂借助电化学工作站测定P b -A g /P b O ㊁P b -A g/P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g /P b O -C o -M n 阳极的电化学阻抗,结果如图7所示㊂利用N o v a 2.1.3软件添加电路元件进行电路等效拟合,如图7中插图所示,其中R s 代表电池内阻,R c t 代表电荷传递阻抗,C P E 代表等效电容,拟合参数见表3㊂图7 P b -A g 基阳极的电化学阻抗谱表3 P b -A g 基阳极的电化学阻抗拟合结果阳极R s /m ΩR c t /ΩC P EY 0/(m Ω㊃sn )NP b -A g 56269.562.670.523P b O73256.539.960.735P b O -C o 81457.647.130.618P b O -M n78852.337.400.775P b O -C o -M n79551.148.910.889由图7看出:4种镀层阳极的N y qu i s t 图相似,高频区的准半圆半径反映了腐蚀过程的电荷转移速率[19]㊂经过电路等效拟合可知,相对于P b -A g 阳极,4种镀层电极均具有较低的电荷传递阻抗㊂P b -A g /P b O -M n 和P b -A g/P b O -C o -M n 阳极的N y q u i s t 图准半圆直径较小,R c t 分别为52.33㊁51.14Ω,较P b -A g 阳极分别降低17.23㊁18.42Ω,这表明P b -A g /P b O -M n 和P b -A g/P b O -C o -M n 阳极在锌电积体系中电荷转移速率较快[20-22]㊂㊃245㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期黄艳芳,等:锌电积用阳极材料P b-A g/P b O电化学性能研究2.8T a f e l极化曲线在锌电积模拟电解液(50g/LZ n2++150g/L H2S O4)中,对P b-A g㊁P b-A g/P b O㊁P b-A g/P b O-C o㊁P b-A g/P b O-M n㊁P b-A g/P b O-C o-M n阳极进行极化曲线测试,扫描速率为10m V/s,电化学测试结果如图8所示㊂利用N o v a2.1.3软件对测试结果进行拟合,得到阳极自腐蚀电流密度和电位数据[23],结果见表4㊂图8P b-A g基阳极的T a f e l曲线表4P b-A g基阳极的T a f e l拟合参数阳极b a/(m V㊃d e c-1)b c/(m V㊃d e c-1)E c o r r/V i c o r r/(m A㊃c m-2)R p/ΩP b-A g303101-0.01563.5102ˑ10-493.25 P b O2621420.03051.1995ˑ10-4333.70 P b O-C o2151360.04096.9990ˑ10-5518.32 P b O-M n2331940.10794.4094ˑ10-51046.50 P b O-C o-M n2791770.10697.2833ˑ10-5647.48由表4看出:4种镀层阳极的i c o r r为(0.4409~1.1995)ˑ10-4m A/c m2,相对于P b-A g电极的i c o r r明显降低,耐腐蚀性增强㊂由图8看出:纯P b-A g阳极的自腐蚀电位(E c o r r)低于4种镀层阳极,其中P b-A g/P b O和P b-A g/P b O-C o的E c o r r分别为0.0305V和0.0409V,掺杂M n后的P b-A g/P b O-M n和P b-A g/P b O-C o-M n阳极的E c o r r 明显提高,分别达0.1079㊁0.1069V,腐蚀倾向更小,耐腐蚀性能更加优异,这说明M n的掺杂改性对于镀层具有结构强化作用㊂2.9锌电积槽电压分析为评估P b-A g/P b O-C o㊁P b-A g/P b O-M n㊁P b-A g/P b O-C o-M n㊁P b-A g/P b O阳极在长时间锌电积过程中的稳定性和能耗情况,采用计时电位法记录并绘制7200s锌电积模拟试验过程中槽电压随反应时间的变化曲线,结果如图9所示㊂通过I C P-O E S测定模拟试验结束后电解液中总铅㊁总钴㊁总锰离子质量浓度,结果见表5㊂图9P b-A g基阳极槽电压随反应时间变化曲线表5P b-A g基阳极在锌电积过程溶出的金属离子质量浓度阳极槽电压/Vρ(总P b)/(m g㊃L-1)ρ(总C o)/(m g㊃L-1)ρ(总M n)/(m g㊃L-1) P b-A g3.3107.39--P b O3.2653.97--P b O-C o3.2624.550.00-P b O-M n3.2593.06-0.00P b O-C o-M n3.2235.420.000.00由图9㊁表5看出:P b-A g基阳极对应的槽电压曲线都呈降低趋势㊂在电解初始阶段,由于锌电积过程处于激活状态,电压开始急剧下降㊂随着锌在阴极析出,整个体系趋于稳定,槽电压也趋于稳定㊂㊃345㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金 2023年10月P b -A g 阳极槽电压稳定在3.310V ,P b -A g/P b O ㊁P b -A g /P b O -C o ㊁P b -A g /P b O -M n ㊁P b -A g/P b O -C o -M n 阳极槽电压有所下降,分别为3.265㊁3.262㊁3.259㊁3.223V ,电压大小规律和线性极化曲线所得结果一致㊂由表5还可看出:纯P b -A g 作为阳极时,体系中铅质量浓度为7.39m g /L ,镀层阳极体系铅含量明显降低,这与电极腐蚀电化学测试结果一致,说明P b O 镀层(包含C o ㊁M n 掺杂镀层)可增强电极的耐腐蚀性;其中,P b -A g /P b O -M n 阳极体系中铅离子质量浓度为3.06m g /L ,相对P b -A g电极体系降低50%以上,耐腐蚀性最佳㊂3 结论通过一步电沉积法可获得P b /A g-P b O 阳极,通过表征分析其物理化学性能,揭示了P b O 镀层对P b -A g 电极的电化学性能的影响规律㊂结论如下:1)P b O 镀层改变了P b /A g 电极的表面形貌和亲疏水特性㊂P b -A g/P b O 阳极表面呈多孔的层状和片状结构,镀层中C o 或/和M n 元素的掺杂使电极表面颗粒分散性增强;镀层显著增强了极板亲水性,特别是M n 掺杂后,接触角降为35.7ʎ,利于电极表面O E R 的发生㊂2)P b O 镀层对P b /A g 电极电化学性能具有积极影响㊂相对于P b -A g 阳极,P b O 镀层阳极具有较好的O E R 催化活性和耐腐蚀性,可降低锌电积的槽电压;镀层中M n 的掺杂显著降低了锌电积过程铅的浸出浓度,进一步增加了电极的催化活性和耐腐蚀性㊂可以推测,实际锌电积过程中,阳极表面P b O 及P b O -M n 的沉积对降低槽电压和提高电极耐腐蚀性有利,可通过在P b /A g 阳极表面镀P b O 降低锌电积能耗㊂参考文献:[1] S E H Z W ,K I B S G A A R DJ ,D I C K E N SCF ,e t a l .C o m b i n i n gt h e o r y a n d e x p e r i m e n ti n e l e c t r o c a t a l y s i s :i n s i g h t s i n t o m a t e r i a l sd e s i gn [J ].S c i e n c e ,2017,355(6321).D O I :10.1126/s c i e n c e .a a d 4998.[2] L I N H ,N I UJ ,D I N G S ,e ta l .E l e c t r o c h e m i c a l d e gr a d a t i o n o f p e r f l u o r o o c t a n o i c a c i d (P F O A )b y T i /S n O 2-S b ,T i /S n O 2-S b /P b O 2a n d T i /S n O 2-S b /M n O 2a n o d e s [J ].W a t e r R e s e a r c h ,2012,46(7):2281-2289.[3] 胡大波,杜聪,邱玉.电催化氧化技术深度处理染料废水研究[J ].中国资源综合利用,2016,34(7):34-36.[4] 徐浩,李晓良,张林,等.钛基体P b O 2电极对脱附浓缩液的电催化降解[J ].西安交通大学学报,2017,51(3):92-97.[5] X I ABY ,Y A N Y ,L IN ,e t a l .A m e t a l -o r ga n i c f r a m e w o r k -d e r i v e db i f u nc t i o n a l o x y g e n e l e c t r o c a t a l y s t [J ].N a t u r e E n e r g y,2016,1(1):1-8.[6] N ØR S K O VJK ,R O S S M E I S LJ ,L O G A D O T T I R A ,e t a l .O r i g i no f t h eo v e r p o t e n t i a l f o ro x y ge nr e d u c t i o na taf u e l -c e l l c a t h o d e [J ].T h eJ o u r n a lo fP h y s i c a lC h e m i s t r y ,2004,108(46):17886-17892.[7] 蒋鑫,尤欣敏,赵志刚.质子交换膜燃料电池用P t -A g -C o /C 催化剂的耐久性研究[J ].贵金属,2015,36(4):9-14.[8] R A B A E Y K ,R O Z E N D A LRA.M i c r o b i a l e l e c t r o s yn t h e s i s :r e v i s i t i n g t h ee l e c t r i c a l r o u t e f o rm i c r o b i a l p r o d u c t i o n [J ].N a t u r eR e v i e w sM i c r o b i o l o g y ,2010,8(10):706-716.[9] 孙杨,王黎,李洋洋,等.微生物电催化转化反应器(B E C R )转化C O 2合成有机化合物[J ].环境化学,2017,36(7):1657-1663.[10] S U E N N T ,HU N GSF ,Q U A N Q ,e t a l .E l e c t r o c a t a l ys i s f o r t h e o x y g e ne v o l u t i o nr e a c t i o n :r e c e n td e v e l o p m e n t a n d f u t u r e p e r s p e c t i v e s [J ].C h e m i c a lR e v i e w s ,2017,46(2):337-365.[11] R E I E R T ,O E Z A S L A N M ,S T R A S S E RP .E l e c t r o c a t a l yt i c o x y ge n e v o l u t i o n r e a c t i o n (O E R )o n R u ,I r ,a n d P t c a t a l y s t s :ac o m p a r a t i v es t u d y o fn a n o p a r t i c l e sa n db u l k m a t e r i a l s [J ].A C SC a t a l ys i s ,2012,2(8):1765-1772.[12] H U E TF ,M U S I A N I M ,N O G U E I R A R P .E l e c t r o c h e m i c a ln o i s e a n a l y s i so fO 2e v o l u t i o no nP b O 2a n dP b O 2-m a t r i x c o m p o s i t e s c o n t a i n i n g Coo rR uo x i d e s [J ].E l e c t r o c h i m i c a A c t a ,2003,48(27):3981-3989.[13] Z HA N GJ ,X U R ,Y U B ,e t a l .S t u d y o nt h e p r o pe r t i e sof P b -C o 3O 4-P b O 2c o m p o s i t e i n e r t a n o d e s p r e p a r e d b y v a c u u mh o t p r e s s i ng t e ch ni q u e [J ].R S C A d v a n c e s ,2017,7(78):49166-49176.[14] Z HA OJ ,Z HUC ,L UJ ,e t a l .E l e c t r o -c a t a l y t i c d e gr a d a t i o n o f b i s p h e n o lA w i t hm o d i f i e dC o 3O 4/β-P b O 2/T i e l e c t r o d e [J ].E l e c t r o c h i m i c aA c t a ,2014,118:169-175.[15] T A H I R M ,P A N L ,I D R E E S F ,e ta l .E l e c t r o c a t a l yt i c o x y g e n e v o l u t i o n r e a c t i o n f o r e n e r g y co n v e r s i o n a n d s t o r a g e :ac o m p r e h e n s i v er e v i e w [J ].N a n oE n e r g y,2017,37:136-157.[16] S C HMA C H T E LS ,T O I M I N E N M ,K O N T T U R IK ,e t a l .N e w o x y g e ne v o l u t i o na n o d e sf o r m e t a le l e c t r o w i n n i n g :M n O 2c o m p o s i t e e l e c t r o d e s [J ].J o u r n a l o f A p p l i e d E l e c t r o c h e m i s t r y,2009,39(10):1835-1848.[17] A B A C I S ,P E KM E ZK ,H ÖK E L E K T ,e t a l .I n v e s t i ga t i o n o fs o m e p a r a m e t e r si n f l u e n c i n g e l e c t r o c r ys t a l l i s a t i o n o f P b O 2[J ].J o u r n a l o f P o w e r S o u r c e s ,2000,88(2):232-236.[18] C AM P B E L LSA ,P E T E R L M.As t u d y of t h ee f f e c to f d e p o s i t i o nc u r r e n t d e n s i t y o f t h e s t r u c t u r eo f e l e c t r o d e po s i t e d ㊃445㊃Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期黄艳芳,等:锌电积用阳极材料P b-A g/P b O电化学性能研究α-P b O2[J].E l e c t r o c h i m i c aA c t a,1989,34(7):943-949.[19] L IG,A N D E R S O N L,C H E N Y,e ta l.N e wi n s i g h t s i n t oe v a l u a t i n g c a t a l y s t a c t i v i t y a n d s t a b i l i t yf o r o x yg e ne v o l u t i o n r e a c t i o n s i n a l k a l i n e m e d i a[J].S u s t a i n a b l eE n e r g y&F u e l s,2018,2(1):237-251.[20] K I S S I M,B O U K L A H M,H AMM O U T I B,e t a l.E s t a b l i s h m e n to fe q u i v a l e n tc i r c u i t sf r o m e l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c es p e c t r o s c o p y s t u d y o fc o r r o s i o ni n h i b i t i o n o fs t e e l b yp y r a z i n e i ns u l p h u r i ca c i d i cs o l u t i o n[J].A p p l i e dS u r f a c eS c i e n c e,2006,252(12):4190-4197. [21] B A N D A L H A,J A D H A V A R,C H A U G U L E A A,e t a l.F e2O3h o l l o w n a n o r o d s/C N T c o m p o s i t e sa sa n e f f i c i e n te l e c t r o c a t a l y s tf o r o x yg e n e v o l u t i o n r e a c t i o n[J].E l e c t r o c h i m i c aA c t a,2016,222:1316-1325.[22] Z H A O H,L I U L,Z H UJ,e t a l.M i c r o s t r u c t u r e a n dc o r r o s i o nb e h a v i o r o f e l ec t r ode p o s i t e d n i c k e l p r e p a r e df r o m as u l p h a m a t eb a t h[J].M a t e r i a l s L e t t e r s,2007,61(7): 1605-1608.[23] HU J M,Z H A N G J Q,C A O C N.O x y g e n e v o l u t i o nr e a c t i o n o n I r O2-b a s e d D S A t y p e e l e c t r o d e s:k i n e t i c sa n a l y s i s o fT a f e ll i n e sa n dE I S[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo fH y d r o g e nE n e r g y,2004,29(8):791-797.E l e c t r o c h e m i c a l P r o p e r t i e s o f P b-A g/P b OA n o d eM a t e r i a l s f o rZ i n cE l e c t r o w i n n i n gHU A N G Y a n f a n g1,2,Y A N GZ e2,H A N G u i h o n g1,2,Y A N GS h u z h e n1,Y A N G T e n g j i a o3(1.Z h o n g y u a nC r i t i c a lM e t a l sL a b o r a t o r y,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y,Z h e n g z h o u450001,C h i n a;2.S c h o o l o f C h e m i c a lE n g i n e e r i n g,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y,Z h e n g z h o u450001,C h i n a;3.H e n a nY U G U A N GZ i n c I n d u s t r y C o.,L t d.,J i y u a n450041,C h i n a)A b s t r a c t:T h e e f f e c t s o f P b Oa t t a c h e d t o t h e s u r f a c e o f P b-A g p l a t e o n t h e e l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c e o f t h e e l e c t r o d ew e r e s t u d i e d.F o u rk i n d so f c o m p o s i t e a n o d em a t e r i a l s,P b-A g/P b O,P b-A g/P b O-C o, P b-A g/P b O-M n,P b-A g/P b O-C o-M n,w e r eo b t a i n e db y o n e-s t e p e l e c t r o d e p o s i t i o n.T h e m o r p h o l o g y a n d s t r u c t u r eo ft h ee l e c t r o d es u r f a c e w e r ec h a r a c t e r i z e db y X-r a y d i f f r a c t i o n(X R D)a n ds c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y(S E M).C y c l i c v o l t a m m e t r y c u r v e(C V),a n o d e p o l a r i z a t i o n c u r v ea n d e l e c t r o-c h e m i c a lA Ci m p e d a n c es p e c t r u m(E I S)w e r eu s e dt ot e s tt h ee l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c eo ft h e s i m u l a t e d z i n c e l e c t r o w i n n i n g s y s t e m.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h eP b O g r a i n s a r e r e f i n e da f t e rC oa n d M nd o p i n g,w h i c hi sc o n d u c i v et ot h ef u l le x p o s u r eo ft h ea c t i v es i t e.C o m p a r e d w i t ht h eP b-A g e l e c t r o d e,t h eh y d r o p h i l i c i t y o f t h ed e p o s i t e de l e c t r o d e i s i m p r o v e de f f e c t i v e l y,w h i c hi sc o n d u c i v e t o t h eo c c u r r e n c e o f p o l y p h a s er e a c t i o n.C o m p a r e d w i t h t h e P b-A g a n o d e,t h e P b O c o a t i n g a n o d e (i n c l u d i n g C oa n d M n d o p e de l e c t r o d e s)h a sb e t t e r O E R c a t a l y t i ca c t i v i t y a n d h i g h e rc o r r o s i o n r e s i s t a n c e.T h e l o w e r t a n kv o l t a g e c a nb e o b t a i n e d i n z i n c e l e c t r o w i n n i n g.K e y w o r d s:z i n c e l e c t r o w i n n i n g;a n o d em o d i f i c a t i o n;m e t a l d o p i n g;h y d r o p h i l i c i t y;e l e c t r o c h e m i s t r y㊃545㊃Copyright©博看网. 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锰离子浓度对锌电积过程的影响
锰离子浓度对锌电积过程的影响唐守层【摘要】文章阐述了锰在锌电积过程的主要反应原理,分析了锰离子大幅波动的主要原因,以及由于锰离子的波动对锌电积过程产生的影响,并提出r锰离子的控制范围.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2009(025)002【总页数】3页(P28-29,76)【关键词】锌电积;锰离子;电流效率【作者】唐守层【作者单位】株洲冶炼集团有限责任公司,湖南,株洲,412004【正文语种】中文【中图分类】TF111.52湿法炼锌过程中，锌电积工序通常采用Pb－Ag合金作阳极，纯铝压延板作阴极，通直流电后，阴极主要发生析锌反应，阳极主要发生析氧反应。
然而在阳极还有一个主要的反应是锰离子氧化产生二氧化锰。
锰离子浓度的高低影响锌电积过程，生产上通过控制电解液中Mn2＋离子浓度，达到降低阳极的消耗、提高产品质量、提高电流效率的目的。
因此，掌握锰离子对锌电积过程的影响，对锌电积生产具有非常重要的作用。
在锌电积过程中，以二价离子形态存在于电积液中的锰离子，在阳极过程中发生如下的氧化反应：生成的高锰酸根又通过下列途径被还原：在阴极：在电解液中：当溶液中有氯离子存在时，还会发生下列反应：在这些反应中锰离子氧化生成二氧化锰是主要的反应，它所消耗的电流约占通过阳极总电流的 1%～2%。
因此在锌电积过程中，阳极有大量的阳极泥生成，其主要的成分是二氧化锰，一部分二氧化锰吸附在阳极上，一部分二氧化锰沉降在电解槽底部。
2.1 锰离子贫化的原因及对锌电积的影响2.1.1 锰离子贫化的原因锰离子贫化主要发生在锌电积前的新液制备和锌电积过程两个阶段。
电积前的锰离子贫化：在锌的工业浸出中，低铁和高铁离子总是同时存在，除铁方法第一步需要将低价铁氧化成高价铁，其氧化剂为二氧化锰。
为了获得足够数量的锰离子，除了一定的酸度外，还要有足够的亚铁离子存在，因此亚铁离子不足便是造成溶液中锰离子贫化现象的第一个重要原因。
当净化过程中黄药类有机物大量跑浑，这些有机物进入混合液，被高锰酸根离子氧化破坏的过程中，溶液中的锰离子随之被还原成二氧化锰，沉降到电解槽底而被消耗掉。
锌锰干电池原理
锌锰干电池原理锌锰干电池，又称为碱性锌锰电池，是一种常见的干电池类型。
它由锌阳极、二氧化锰阴极和碱性电解液组成。
在这种电池中，锌是负极，二氧化锰是正极，电解液是导电介质。
锌锰干电池通过化学反应产生电能，从而实现电能的转化和利用。
锌是一种常见的金属元素，它在化学反应中具有较强的还原性。
而二氧化锰则是一种氧化性较强的物质。
当锌阳极与二氧化锰阴极通过电解液相连时，锌会发生氧化反应，释放出电子。
这些电子会通过外部电路流向二氧化锰阴极，从而产生电流。
同时，在电解液的作用下，二氧化锰会接受这些电子，发生还原反应。
这样，就完成了电池内部的化学反应，从而产生了电能。
锌锰干电池的工作原理可以总结为锌阳极的氧化反应和二氧化锰阴极的还原反应。
在氧化反应中，锌会失去电子，转变为锌离子，同时释放出电子。
而在还原反应中，二氧化锰会接受这些电子，从而还原成锰离子。
这两个反应相互配合，形成了电池的闭合回路，使得电能得以产生。
锌锰干电池在实际应用中具有许多优点。
首先，它具有较高的能量密度，能够提供持久稳定的电能输出。
其次，锌锰干电池相对环保，不含有有害物质，对环境友好。
此外，锌锰干电池成本较低，易于制造和使用，广泛应用于日常生活中的各种电子设备中。
然而，锌锰干电池也存在一些局限性。
首先，它的电压相对较低，不能满足一些对电压要求较高的设备。
其次，锌锰干电池的寿命较短，容易出现自放电现象，影响电池的使用寿命。
此外，锌锰干电池在高温或低温环境下的性能明显下降，不适用于极端环境条件下的使用。
总的来说，锌锰干电池作为一种常见的电池类型，在日常生活中扮演着重要的角色。
它通过锌和二氧化锰之间的化学反应，将化学能转化为电能，为我们的电子设备提供稳定可靠的电源。
在未来，随着科技的发展和工艺的改进，锌锰干电池有望进一步提高能量密度、延长使用寿命，为人类的生活带来更大的便利和效益。
功能高分子材料在锌负极保护中的应用
Vol. 35 No. 6功 能 高 分 子 学 报2022 年 12 月Journal of Functional Polymers493文章编号： 1008-9357(2022)06-0493-16DOI: 10.14133/ki.1008-9357.20220103001功能高分子材料在锌负极保护中的应用张馨壬， 曲昌镇， 苏延霞， 张秀海， 刘兴蕊， 邱玉倩， 王洪强， 徐 飞（西北工业大学材料学院，凝固技术国家重点实验室，纳米能源材料研究中心，西安710072）摘 要： 水系锌离子电池因安全性高、成本低廉、环境友好等优点，在大规模储能等领域展现出广阔的应用前景。
然而，锌负极与电解液界面处存在严重的枝晶生长和副反应等问题，严重制约了其实际应用。
功能高分子材料具有丰富可调的功能基团、快速传导锌离子的能力、优异的柔韧性、良好的成膜与黏附性等优势，是应用于锌负极保护的一类重要材料。
本文综述了功能高分子材料应用于锌负极保护的最新研究进展，并对其未来的发展进行了展望。
关键词： 锌负极；锌枝晶；功能高分子；涂层；水系锌离子电池中图分类号： O63 文献标志码： ARecent Progress of Functional Polymers for Zinc Anodes ProtectionZHANG Xinren, QU Changzhen, SU Yanxia, ZHANG Xiuhai, LIU Xingrui, QIU Yuqian, WANG Hongqiang, XU Fei （State Key Laboratory of Solidification Processing, Center for Nano Energy Materials, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China）Abstract:Aqueous zinc ion batteries deliver the merits of high safety, abundant resources, low cost and environmental friendliness, thus exhibiting broad application prospects in large-scale energy storage system. However, serious dendrite growth and side reactions occur at the Zn anode/electrolyte interphase, giving rise to the poor cycling life and Coulombic efficiency. These problems severely hinder the practical applications of zinc ion batteries. Therefore, constructing of suitable protective layers is one of the most important pathways to inhibit zinc dendrite and side reactions like hydrogen evolution, benefiting from their ability to isolate the zinc anode from the electrolyte while allowing rapid Zn2+ migration and facilitating uniform electrodeposition. Functional polymers show potentials as promising Zn anode protective layers, owing to their adjustable functional groups, rapid Zn2+ conduction, excellent flexibility, good film-formation and adhesion. This review summarizes the progress of functional polymers serving as zinc protective layers, and finally presents a perspective on the future development in this field.Key words: zinc anode； zinc dendrite； functional polymer； coating layer； aqueous zinc ion battery在双碳目标的加持下，新型电化学储能正迎来全新的发展机遇。
锌锰电池的原理
锌锰电池的原理
锌锰电池是一种常见的原始电池，它的工作原理基于金属离子的氧化还原反应。
锌锰电池由锌和锰氧化物构成两个电极，电极之间通过电解质溶液（通常是氧化锌溶液）连接。
锌电极是负极，锰氧化物电极是正极。
在锌电极上，锌金属发生氧化反应，离子化为Zn2+。
反应可以写为：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
在锰氧化物电极上，锰氧化物的氧化态被还原，离子化为
Mn2+。
反应可以写为：MnO2(s) + 4H+(aq) + 2e- → Mn2+(aq) + 2H2O(l)
在整个电池电路中，电子从锌电极流向锰氧化物电极，产生电流。
而离子则通过电解质溶液从正极流向负极，以维持电路的闭合。
锌锰电池的总反应可以写为：Zn(s) + MnO2(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2+(aq) + 2H2O(l)
锌锰电池是一种常用的一次性电池，它具有较低的成本和相对较长的使用寿命。
然而，由于其能量密度较低，一次性使用后就需要更换。
锌电解的目的与原理
锌电解的目的与原理锌电解的目的是通过电解锌溶液，将锌阳极上的金属锌溶解到溶液中，然后在阴极上还原为纯净的金属锌。
锌电解的原理是基于电解质溶液中的离子导体能够在外加电压下迁移和转移电荷的特性。
锌电解的步骤如下：1. 准备电解槽和电解液：将锌阳极和铜阴极插入电解槽中的锌硫酸溶液中。
锌阳极和铜阴极要保持一定的距离，以避免短路。
2. 施加电压：通过外部电源施加电压，在锌阳极和铜阴极之间建立电场。
电场的方向是由锌阳极向铜阴极。
3. 锌阳极溶解：施加电压后，锌阳极上的金属锌会溶解到锌硫酸溶液中。
这是因为金属锌的氧化电位较低，所以它会释放出电子，形成Zn2+离子。
溶解的反应可以表示为：Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e-。
4. 锌离子迁移：在施加电压的作用下，锌离子会从锌阳极迁移到铜阴极，并沉积在铜阴极上。
这是因为铜的氧化电位更高，所以它比锌更容易接受电子，发生还原反应。
还原反应可以表示为：Zn2+(aq) + 2e- →Zn(s)。
5. 锌离子沉积：随着锌离子在电解液中的迁移，它们会在铜阴极表面逐渐沉积并形成金属锌。
锌电解的原理是基于电解质溶液中的离子迁移和电荷转移的特性。
当施加外部电压时，电解质溶液中的阳离子会向阴极迁移，而阴离子会向阳极迁移。
在锌电解中，锌离子(Zn2+)是阳离子，会朝着铜阴极移动。
同样地，硫酸阴离子(SO42-)是阴离子，会朝着锌阳极移动。
在电解过程中，物质的电离和电荷转移相互作用，使得锌离子从阳极溶解到溶液中，然后通过电场迁移到阴极，并还原为金属锌。
锌电解在工业中有广泛应用。
其中一个主要应用是锌电镀。
通过锌电解，可以在金属表面形成一层均匀的锌金属保护层，从而防止金属氧化和腐蚀。
锌电镀常用于汽车和建筑行业，保护钢铁制品免受氧化和腐蚀的影响。
总之，锌电解的目的是通过电解锌溶液，将锌阳极上的金属锌溶解进溶液中，并在铜阴极上还原为纯净的金属锌。
这一过程依赖于离子在电场中的迁移和电荷转移的特性。
锰在锌电解沉积作用
锰在锌电解沉积作用金狮冶化公司18000t/a湿法炼锌系统于1995年9月28日竣工并转入试生产。
试生产期间，我们注意到：随着电解液中猛含量的变化，锌电解沉积析出锌质量及其它技术经济指标将随之发生波动。
为此，我们在结合生产实践的基础上，通过试蕴,对不同含織量条件下的锌电解9只过程迸行研究。
结果表明，在以铅基多元合金为阳极的酸性硫酸锌电积体系中，控制电解液中适宜的锭含量，可有效地提高铅基多元合金阳极的稳定性，不仅可'以提高析出锌的质量，同时也改善锌电解沉积过程的其它技术经济指标。
1 锌电解沉积过程中锰的作用与机理1.1锌电积体系组成金狮冶化公司锌电解沉积采用低银铅钙合金(Ag 0.2±0.02%,Ca 0. 10% ~0.13%, 铅余量)作阳极，纯铝作阴极的酸性硫酸锌电积体系，即：[Zn-XH2O]2 + [Me-XH2O]2+ [H-H2O] + [Pb-XH2O] +[SO4-XH2O]2 _H2O[OH-H2O]_ [Pb-XH2O]2 +式中Me代表电解液中存在的其它微量杂质离子(Fe、Cu、Ni、Co、As、Sb、Ge、Cd 等)。
阳极板规格：970mm X 620mm X 6mm 平板压延阳极阴极板规格：1000mm x 666mm X 4mm (S有= 1.13m2)铜铝过渡导电头1.2作用与机理采用该体系，电解初期控制一定的工艺条件，可在阳极表面生成一层致密的PbO2薄膜，从而将阳极表面与电解液隔离。
但由于PbO2薄膜的多孔性，该体系在实际工作过程中，阳极上同时存在两个反应：主反应：4OH_ -4e = C>2 t +H2O (1)副反应:Pb-2e=Pb2+ (2)副反应(2)(即铅基阳极腐蚀)将导致阳极消耗增加、寿命缩短，同时生成的Pb2+在阴极放电析出，造成析出锌含铅量增高，并严重恶化其它技术经济指标。
电解锌工艺中，为了抑制副反应(2),提高铅基多元合金阳极的稳定性，常常是借助于电解液中的锰离子来实现。
锌的电积——精选推荐
锌的电积锌的电积-杂质在电积过程中的⾏为及质量控制在阴极上放电的杂质离⼦在阴极区，杂质对电解过程的影响主要取决于它们的析出电位和氢在其上的超电压。
所有能够在阴极上放电的离⼦都有⼀个共同点，即它们的析出电位总⽐锌正，有些杂质的还原电位是正值，有的虽然和锌⼀样也是负值，但绝对值⽐较⼩。
虽然这些杂质都能够在阴极析出，并给电解⽣产造成不利的影响，但是，不同杂质所造成的影响却不完全相同。
造成这种差异的主要原因是氢与不同⾦属的结合⼒存在着很⼤的差别，因此，可以根据氢在其上超电压的⼤⼩及氢化物的稳定程度将这类杂质分为以下三组。
A 铅、镉、锡、铋等⾦属离⼦铅和镉离⼦经常存在于⼯业锌电解液中，⽽锡和铋则不多见，只有在某些特殊情况下才会进⼊溶液。
杂质铅主要来⾃阳极板，⽽镉则来⾃精矿。
当溶液中的这些杂质离⼦浓度很⾼时，会由于锌和这些杂质⾦属组成微电池⽽有加⼤锌的溶解趋势。
B 钴、镍、铜等⾦属离⼦这⼏种⾦属的共同点是氢在其上析出时的超电压都不同。
由于它们也是属于析出电位较锌为正的这⼀类杂质，因⽽按照热⼒学规定，它们将在阴极上较锌先析出，这点是和第⼀组铅、镉、锡、铋等⾦属的沉积情况相似。
但是，它们在阴极表⾯上沉积下来之后，⾦属锌却不会在其上析出⽽将它们加以覆盖。
在这类杂质沉积的地⽅只会发⽣氢的放电。
这是由于氢在这⾥析出的超电压较低，其析出电位⽐锌的放电电位⾼（负数绝对值较⼩）的缘故。
如果电解液中存在着⼀定浓度的这类杂质，就会给电解过程造成很⼤的⼲扰，这时在阴极⽚上将出现各种各样的孔洞，产⽣烧板现象。
C 锗、砷、锑等杂质元素这组杂质元素具有前两组元素所没有的独特⾏为，它们在阴极上放电后能⽣成氢化物，并且，这些氢化物易于分解和挥发⽓体。
锗是正电性⾦属，因⽽它易于在阴极上放电沉积，⼜由于氢在其上析出的超电压不⾼，所以继之⽽来的将是氢离⼦的放电，同时产⽣活性氢原⼦，这两种原⼦进⼀步结合就⽣成了锗化氢⽓体。
如果锗化氢在形成后能像氢⽓和氧⽓那样⽴即逸出，就不会给电解作业带来多⼤的危害，因为⼯业电解液中锗的含量⼀般都是⾮常微⼩的。
锰离子对锌电解电流效率影响的探讨
低 。过高会对还原物在锌电积时起催化作用 , 导致 锌脆化 。过低影响阴极锌致密 。
(3) 近几年来有机还原物明显的减少和降低 , 电流效率逐年上升 , 各项生产成本下降 。Zn 、Ge 等金属直收率有所提高 ( Zn87115 %、Ge46107 %) 。 我们将采取有关措施 , 尽可能减少有机还原物含 量。
技术指标
1999 年 2000 年
2001 年
锰离子/ (g·L - )
16136 10136
16188
添加剂/ (kg·t - )
015
016
015
有机还原物/ (mg·L - ) 505
500
电流效率/ %
75～83 80～89
480 83～90
(1) 表 2 中的数据说明 , Mn2 + 在锌电解液中 的含量一般 16g/ L , 它在阳极上生成的 MnO2 , 对有 机还原物形成了吸附 , 抑制了有机物对电解的危 害。
48
81148 % (溶液各含 Mn2 + : 917g/ L) , 并产生出部 分 “四九五”锌 。
3 适当加大明胶用量
明胶在电解过程中的作用为 : (1) 起泡剂 , 改 善电解作业环境 ; (2) 改善产品质量 , 使析出锌平 整 、致密 ; (3) 减轻某些杂质的有害作用 。事实 上 , 明胶还有第四种作用絮凝剂 。明胶对电解液中 的悬浮颗粒有着显著的絮凝作用 。小试验结果表 明 , 明胶用量到 3～5mg/ L 时 , 絮凝效果较好 。生 产实际中 , 根据电解液的混浊状态 , 适当加大明胶 用量 , 将明胶水溶液均匀 , 连续加入到电解液中 , 促使悬浮物微粒絮凝成团 , 进入阳极泥 。
专题4.5 化工流程(二)(精讲深剖)-2019领军高考化学一轮复习(解析版)
1. （2018课标Ⅱ）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。
（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
【答案】(1). ZnS+O2ZnO+SO2(2). PbSO4(3). 调节溶液的pH (4). 无法除去杂质Fe2+(5). Zn+Cd2+Zn2++Cd (6). Zn2++2e－Zn (7). 溶浸【解析】分析：焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。
由于沉淀亚铁离子的pH 较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌，据此将解答。
详解：（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2．（2018天津）下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。
回答下列问题：（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序（H-除外）：_________________________，Mg 在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的电子式：____________________。
热镀锌液中添加微量元素的作用
热镀锌液中添加微量元素的作用黄永智;李运刚【摘要】热镀锌液中加入各种微量合金元素,将会对锌镀层的性能、显微结构及外观等产生重要影响.主要介绍了热镀锌液中添加铝、硅、镁和稀土等11种常见的微量元素对镀层的耐腐蚀性能的影响,并介绍了国内外最新理论研究成果,对热镀锌合金的研究具有一定的指导意义.%The addition of microalloying elements in hot-dip galvanizing melt has important influence on the properties, microstructure and appearance of zinc coating. In this paper, effects of 11 kinds of alloying elements including aluminum, silicon, magnesium and rare earth on the coatings corrosion resistance were introduced. And the latest theoretical research studies at domestic and abroad were also reviewed. These research results would have a guiding significance on the alloying of hot-dip galvanizing melt.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】5页(P14-18)【关键词】热镀锌;合金元素;作用【作者】黄永智;李运刚【作者单位】河北联合大学冶金与能源学院,河北唐山063009;河北联合大学冶金与能源学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TQ153.15引言随着我国汽车、建筑及家电等行业迅速发展，对高抗腐蚀材料的需求正在逐年增加。
关于从沉锌后液中萃取锰的方法的探讨
分相 时间 2＇
3＇ 25〞
3＇
1＇ 42〞 3＇ 34〞
pH值 6.5 6.0-6.5 6.0-6.5 6.0-6.5 6.5
带水率 （%）
8.33 5.00 5.00 5.00 20
皂化率 （%） 76.78 65.47 48.51 40.31 80.27
96 科学与信息化2021年6月中
TECHNOLOGY AND INFORMATION
3 条件试验 3.1 贫有机相皂化 碳酸氢铵水液： NH4HCO3 (NH4+≥17.1，H2O≤3.5)60g
和1L水搅拌溶解至无沉淀。 贫有机相：除铁后的贫有机相（P204288.49g/L），铁含量
<50mg/L。 分别考查皂化后有机相的体积变化如下表：
表1 贫有机相的皂化
试验名称 试验一 试验二 试验三 试验四 试验五
1 试验目的 用萃取剂（P204）回收萃取锌萃余液中的Mn2+，在萃取
反萃过程中其他可能会影响锌电积的杂质带入情况，同时考查 NH4+的带入情况，最终检验锰的反萃后液能否满足锌的电解要 求[1]。
2 试验原理和工艺
图1 P204萃取Mn2+ 的工艺流程简图
在锌萃取后液——萃余液中经沉锌后的溶液，将沉锌后 液经过锌粉除镉，经压滤后作为萃取锰的原液，经过锌粉除Cd 后，后液Cd含量<5mg/L；同时将除铁后的有机相（铁<50mg/L） 用碳酸氢铵水溶液（60g/L）进行皂化,碳酸氢铵水溶液返回配 液循环使用，皂化后的有机相和原液混合萃取、分相，富有机 相经电积废液反萃可得含锰较高的反萃后液，反萃后液并入锌 系统萃取的反萃液，贫有机相返回皂化[2]。反应机理如下：
NH4+ g/L 4.96 13.39
硒在锰电沉积过程中的作用与机制研究
硒在锰电沉积过程中的作用与机制研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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电解锰添加剂吸附以及锰沉积机理研究
电解锰添加剂吸附以及锰沉积机理研究摘要物质在固体表面上或孔隙容积内积聚的现象被称为吸附。
吸附又被分为物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附可以比作凝聚现象，在该吸附过程中被吸附分子的化学性质保持不变，物理吸附又被称为van der Waals 吸附；电解锰添加剂在阴极板吸附时在电流条件下作用，物理吸附与化学吸附，相互作用，尤其是无机添加剂带有电荷，依靠正负电荷相互吸附，以及电流的作用，在阴极吸附。
理论分析有机添加剂吸附时，理论上认为是物理吸附，在界面没有明显电荷相互作用，无论是无机添加剂，还是有机添加剂，在阴极的吸附，都是为锰在阴极更好的析出，同时添加剂也影响锰的晶型。
电解锰生产，反应过程如下：阴极：Mn 2++2e=Mn 0269.018.1+-=Mn ϕlg[Mn 2+]2H ++2e=H 2↑pH H 0592.02-=ϕ电解时在阴极，H 2和Mn 都会析出，从理论分析这样就会导致金属锰不能在钢板上更好的吸附，而脱落，无法得到金属锰。
仅从电化学热力学角度，只要发生足够的阴极极化，任何金属都可能在阴极还原。
但是当电解液从在某一组分或溶剂本身的还原电位比金属离子还原电位更正或接近时，该金属离子的还原电位就难以实现或困难很大。
在金属的电沉积中一个十分严重的问题就是与析氢相竞争。
实际上，工业生产中的确能从锰铵硫酸盐组成的多元体系中性溶液中点积出锰，这需要用动力学的观点来解释。
目前实际应用的电解液是MnSO 4- (NH 4)2SO 4- H 2O 体系，并在其中加入了NH 3形成NH 4- NH 3缓冲体系。
电解液实际为MnSO 4-(NH 4)SO 4-NH 3-Mn(NH 3)2+- Mn(NH 3)22+-多元体系。
其中除了发生Mn 2+、H +的还原外，HN 4+的还原是绝对不能忽视的。
2NH 4++e → H 2+2NH 3(在中等电流密度下)NH 4++e →NH 4NH 4→NH 3+H这就增大了阴极析氢反应的复杂性，而且还引起了明显的析氨问题。