氧阴极用于高氯酸盐电化生产的研究

利用氧阴极和铂或二氧化铅阳极组装成电解槽，用直接测量电解系统析气量的方法，确定了高氯酸盐电化生产过程的电流效率，考察了溶液的组成（ＣｌＯ－３、Ｃｌ－、ＣｌＯ－４）、操作参数（电流密度、电解槽温度、溶液的酸碱度）、重金属离子对电流效率的影响．并提出氧阴极用于高氯酸盐电化生产的主要障碍及其解决途径．     

固定床反应器电合成乙醛酸的研究

以过饱和草酸水溶液为阴极液 ,盐酸为阳极液 ,在固定床电解槽中草酸电还原得到乙醛酸 .考察改变固定床的结构、电解温度及电流密度对生成乙醛酸电流效率和产率的影响 .结果表明 ,以铅粒作阴极 ,石墨板作阳极 ,电流密度 96 .3A·m- 2 ,阴极液空速 0 .5 0 5m·s- 1,电解温度 32℃时 ,在固定床双阳极室内反应 4 5min ,乙醛酸的电流效率仍达到 6 6 .2 % ,浓度 2 .0 2 %     

NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3·LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件.研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A·cm-2.槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗.     

3000A液态下阴极电解制备稀土金属关键技术研究

设计了一台3000A液态下阴极电解槽,阴极为轧制钨板设置在槽底部,电解过程中阴极表面形成一层金属液而充当液态阴极作用,继续析出的金属流入坩埚中,阳极为方块状石墨块,由导杆悬挂于可升降的水平导电母线上,阴极处于阳极投影下方,阴阳极之间水平平行布置.在此设计的电解槽上进行金属钕的电解试验,电解槽稳定运行,电解槽电压与传统上插阴阳极式电解槽相比,槽电压大幅降低至6V以内,电流效率达到80％以上,本文还考察了该电解槽的电压分布情况、电流电压曲线、电解槽的热场分布情况.     

氧阴极用于电解电渗析法制备硅溶胶研究

通过对氧阴极电解电渗析槽和析氢电解电渗析槽的槽电压、电流效率、能耗等的比较,说明在电化学法制备硅溶胶过程中,用氧阴极代替析氢电极可将电解电渗析过程返回到电渗析过程。在电流密度０～１００ｍＡ·ｃｍ－２范围内,槽电压降低０．８６～１．３Ｖ左右,可节约电能１６％左右,而其电流效率则基本上不受影响     

固定床电解槽变电流成对电解合成乙醛酸

对电解氧化乙二醛合成乙醛酸过程 ,固定床电解槽和变电流电解效果明显优于平板型电解槽和恒电流电解效果 .当阳极液中乙二醛和盐酸初始质量分数 (WCHOCHO 和WHCI)分别等于7.0 %和 8.0 %、阴极液为始终饱和的草酸溶液和微量的添加剂时 ,采用平均电流密度 (i)为 15 35A/m2 的变电流方式电解 ,阳极电流效率 (CEa)为 85 .3%、乙醛酸选择性 (RSa)为 93.9% ;阴极电流效率 (CEc)为 86 .7% ,乙醛酸选择性 (RSc)为 94 .0 % .阳极初产品中WCHOCOOH∶WCHOCHO≥ 4 0∶3,克服了阳极产品中乙二醛难以除去的困难     

稀土电解槽电场仿真与阴极结构优化

利用有限元分析软件ANSYS,建立了上插阴阳极式稀土电解槽的3-D模型,研究了稀土电解槽阴极腐蚀和安装保护套对电场分布的影响,并对阴极结构进行优化。结果表明,在阴极腐蚀后,导致腐蚀坑处电流密度集中,其电流密度高达2.4×10~6 A·m~(-2),产生大量焦耳热进一步加速了阴极的腐蚀;阴极保护套的使用会使槽电压升高,其中采用外部式保护套,槽电压升高90 mV,采用嵌入式保护套,槽电压升高150 mV;当阴极结构采用半球型时电解槽电场分布更加均匀,避免了电解槽局部过热,有利于提高电解槽的电流效率和使用寿命。     

钨酸盐/过钨酸盐体系阴极间接电氧化合成红曲黄色素

以自制SBS-g-(AA/StSO3Na)/SBS-g-DMAEMA双极膜作电解槽阴阳两极室的隔膜,借助正交试验确定阴极电还原氧气产生过氧化氢的最优条件,进而利用钨酸钠/过钨酸钠体系由阴极间接电氧化红曲红制备红曲黄色素.实验表明:以石墨作电极,阳极液为10%硫酸溶液,阴极液为0.5g·L-1红曲红丙酮水溶液,添加钨酸钠(浓度15mmol/L),调节pH至3,在通氧速率65cm3/min,电流密度5.78mA.cm-2下电解2h,阴极平均电流效率可达72.39%.电解产物经红外表征和紫外跟踪分析,证实了红曲红烯键环氧化反应的发生.     

熔盐电解制取铈槽内电场的数值模拟

针对6 k A新型Ce电解槽结构,采用数值模拟软件建立该电解槽的电场模型。模拟了在阴、阳极高度相差一定的情况下,同时改变阴、阳极的插入深度从而分析电解槽内电场的变化情况。研究表明:随着阴、阳极插入深度的不断变化,电解槽内部电流密度和槽电压也随之发生变化,阴、阳极插入深度逐渐增加,槽电压逐渐降低,电解槽底部的电压差增加,但电流密度值却逐渐减小,产生热量也会降低,阴、阳极插入深度减少,槽电压越来越高,电解过程中由电流产生的热量就会逐渐增加,电流效率却逐渐降低,因此通过模拟后发现最佳的阴极插入深度约为0.290 m,阳极高度约为0.250 m。通过对电场的模拟,为Ce电解槽开发设计具有很重要的意义。     

镁电解槽中制备镁稀土合金的电解工艺及机制研究

在模拟镁电解槽中,采用电解法制备出稀土含量<10%的镁稀土合金;研究了熔盐中RECl3和CaCl2的含量、电解温度和阴极电流密度对合金中RE含量和电流效率的影响。并采用循环伏安实验和还原实验研究电解制备镁稀土合金的机制。研究结果表明,电解制备镁稀土合金最佳的工艺条件为:熔盐中RECl3和CaCl2的含量分别为3%和10%(质量分数),电解温度为948 K,阴极电流密度约为8 A.cm-2。其电解过程机制为:阴极上只电解出金属镁,而后金属镁把稀土元素还原出来,形成镁稀土合金。     

电解四甲基碳酸氢铵制备四甲基氢氧化铵

以四甲基碳酸氢铵为原料,钛基二氧化钌为阳极,不锈钢为阴极,在H型电解槽中恒电流密度电解合成四甲基氢氧化铵,主要考察了合成工艺中离子交换膜种类、原料浓度、电解温度和电流密度对电流效率的影响。研究结果表明,当采用旭化成F4403D为阳离子交换膜,在四甲基碳酸氢铵浓度为1.41mol·L-1,电解液温度40℃～60℃,电流密度792A.m-2的条件下,电流效率可达83.5%。     

大电流稀土熔盐电解槽槽型研究进展

电解槽是稀土电解厂的主体设备,电解槽的结构对于电解质量和电解经济技术指标具有很大的影响.传统的电解槽大多偏向小型化,存在分布散乱、电解效率低等问题,槽体大型化是其发展趋势.综述了大电流稀土电解槽的四种主要槽型:阴阳极上插式稀土电解槽、底部阴极稀土电解槽、套筒式稀土电解槽和集群式电极垂直布置稀土电解槽.讨论分析不同槽型结...     

间接电氧化2-丁酮制备α-羟基缩酮的研究

在板框式循环电解槽中,以KOH为电解质,KI为催化剂,石墨电极分别为阳极和阴极,研究电化学间接氧化2-丁酮合成乙偶姻中间体α-羟基缩酮,讨论电流密度、极板间电解液流速、电解液中2-丁酮浓度、电解温度以及通电量等电解条件对中间体收率和电流效率的影响,经优选工艺条件为：电流密度40 mA·cm^-2,流速6.4 cm·s^-1,2-丁酮浓度1.75 mol·L^-1,电解温度30℃,通电量为1.5 F·moL^-1时,中间体收率可达78.9%,电流效率40.1%. 循环伏安测试结果表明,电解时碘离子在阳极氧化生成碘单质,甲醇在阴极还原生成甲氧基负离子,原料2-丁酮与电解产物反应,并最终生成乙偶姻中间体.     

NaCl对离子液体中电解精炼铝的影响

研究了添加NaCl对BMIC-AlCl3离子液体电导率及电解精炼铝的影响,分析了阴极电流效率、电流密度的变化,并通过扫描电镜和能谱分析研究了沉积层的形貌及成分。结果表明,添加NaCl可以提高电解液的电导率,阴极电流效率也可提高至82%～96%,但电流密度则有所降低;添加NaCl还可以改善电解精炼铝的沉积质量,使晶粒尺寸...     

m(SA-CS)BM串联电解槽双成对电解制备乙醛酸

分别用戊二醛和二价锡离子改性壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA),制备改性海藻酸钠/亮聚糖双极膜[m(SA-CS)BM].将其作为双阴阳极电解槽的隔膜,应用于双成对电合成乙醛酸体系.在电场的作用下,双极膜中水电离后生成的H+透过Msa阳离子膜进入阴极室,以补充草酸电还原生成乙醛酸过程中H+的消耗;OH-透过Mcs阴离子膜进入阳极室,与乙二醛电氧化生成乙醛酸过程中产生的H+结合生成H2O,以增大正向反应的速度.在电流密度为30mA/cm2,20℃下电解,双阴极室的电流效率分别可达86.94%和82.81%,双阳极室的电流效率可达81.99%和78.62%,电解电压稳定在3.0V左右.     

电化学氧化苯酚合成对苯醌的研究

在H型阳离子交换膜电解槽中,以H₂SO₄电解质、阳极和阴极铅电极,研究苯酚电解氧化合成对苯醌. 讨论电流密度、电解质浓度、电解液中对苯醌浓度和萃取剂等电解条件对对苯醌收率和电流效率的影响. 经优选工艺条件为：电流密度4 A·dm^-2,H₂SO₄电解质浓度1 mol·L^-1,氯仿萃取剂. 通入3.2 Ah电量,对苯醌收率可达68%,电流效率为24.7%. 而在萃取剂存在下,对苯醌收率可提高至73%,电流效率为26%. 实验结果表明氯仿萃取剂可循环套用.     

稀土在RECl_3-KCl-CaF_2熔体中溶解损失的研究

熔盐电解过程中,常常发现阴极区电解质的颜色变深、透明度降低、粘度增大等现象。这是阴极析出金属又重新在熔盐中溶解所致。金属在电解质中的溶解损失是电流效率降低的主要原因之一。稀土金属在熔盐中的溶解度较大,要提高稀土熔盐电解的电流效率,就     

钛基二氧化铅平板电极的镀制

得用所镀二氧化铅和氧阴极组装成电解槽，通过测定高氯酸盐生成电流效率及循环伏安、ＳＥＭ、ＳＲＤ等方法，评价所镀钛基二氧化铅平板电极性能，考察了电镀液组成对电极性能的影响，发现必须严格控制镀液中铁离子的含量，增大硝酸的使用量，才能制得用于高氯酸盐电化生产的高性能钛基二氧化铅电极。     

熔盐电解制备CaB6晶体粉末及电极过程分析

研究采用CaCl2-NaCl混合熔盐电解制备CaB6晶体粉末的合成工艺,确定了电解反应的温度、电解电压、电解时间,对电流效率做了初步估算．同时,对电解生成的终产物的相组成、晶粒尺寸与形貌进行了X射线衍射、扫描电镜及能谱分析．实验结果表明,混合熔盐体系制备CaB6粉末的基本工艺条件是：氩气保护,电解槽电压2．8V,温度800℃下电解18h,所合成的CaB6粉末粒径范围为1～10μm,晶粒为规则的长方体．采用循环伏安法对电解阴极过程进行了定性分析．     

mCMC-PEG-CS双极膜在电还原制备巯基乙酸中的应用

以Fe3+改性羧甲基纤维素(CMC)和聚乙二醇(PEG)共混物为阳膜, 以戊二醛改性壳聚糖(CS)和聚乙二醇共混物为阴膜, 制备了mCMC-PEG-CS双极膜, 并将其用作电解还原制备巯基乙酸(TGA)电解槽中阴阳两室间的隔膜. 以硫代硫酸钠法合成的巯基乙酸(TGA)和二硫代二乙酸(DTDGA)混合物为原料, 研究了酸浓度、温度及电解电流密度对电还原DTDGA制备TGA的生成量和电流效率的影响. 实验结果表明, 在TGA初始合成质量分数为2.79%, 电流密度为10 mA/cm2, 35 ℃电解时, 阴极室电还原产物巯基乙酸的电流效率为74.69%, 电解过程中的平均电流效率为54.02%. 与传统的金属还原法还原DTDGA制备的TGA相比, 不仅避免了昂贵的金属还原剂锌的消耗, 而且消除了反应副产物锌泥对环境的污染.