Comparison of effective parameters for copper powder production <Emphasis Type="Italic">via</Emphasis> electrorefining and electrowinning cells and improvement using DOE methods

The influences of cupric ion concentration (5–35 g/L), current density (500–2000 A/m²), circulation rate of the electrolyte solution (15–120 mL/min), and temperature (25–60°C) on the physical and chemical properties of copper powders obtained in electrolysis cells were investigated. Two industrial processes, electrorefining (ER) cells with a synthetic electrolyte and electrowinning (EW) cells with an original solution of copper mineral leaching, were utilized to produce copper powders. Finally, the statistical full factorial method of design of experiments (DOE) was employed to investigate the interaction or the main effects of processes. The results show that increasing the copper concentration and temperature can increase the grain size, apparent density, and electrical energy consumption. On the other hand, increasing the current density and circulation rate of the electrolyte can decrease them. This production process is optimized via DOE to control the interactive and main effects to produce copper powders with favorable properties.     

钛金属表面微弧氧化电击穿行为的研究

本文研究了钛金属在不同电解质溶液中微弧氧化时,电极的表面电击穿行为。通过分析数据,研究得到了微弧氧化时电极表面的电压和击穿电压与时间,溶液浓度及施加电流密度的关系。主要研究结果是微弧氧化过程中电极电压随时间的呈现不规则的锯齿型变化;在两种电解质溶液中,电压曲线的位置随着溶液浓度的增加不断下降。陶瓷膜表面的击穿电压随着电解质溶液浓度的增加呈指数规律衰减,其代数关系式为VB=aExp(-C)+b（其中VB是击穿电压,C是电解质浓度,a与b是电解质成分和金属类别相关的常数）;在电解质溶液浓度一定时,击穿电压与微弧氧化时施加的电流密度值大小没有明显关系。     

浅谈电解液对阴极铜质量的影响

针对某厂高镍、氧含量的阳极电解生产过程中出现的阳极易钝化、槽电压高、阴极铜表面结晶质量差等系列问题,探讨分析原因,认为是电解液的成分及其相关的物理参数直接影响阴极铜的表面质量,并提出几点生产工艺调整建议：适当降低硫酸浓度、铜离子浓度和电流密度;提高进液温度、改进进液方式,并加大电解液净化量;在火法精炼氧化还原操作时,氧的质量分数控制在0.1%以下.实践表明,按照建议调整工艺参数后,工艺指标正常,阴极铜质量达标.     

硫酸铜酸性镀铜法制备铜-康铜热电堆的最佳实验条件研究

热电堆是一种常见的热流传感器,热电堆的电镀效果直接影响其性能。基于硫酸铜酸性镀铜基本原理,通过在康铜基体上电镀铜的方式制备热电堆。研究了电镀时间、硫酸铜浓度、硫酸浓度、溶液温度、电流密度对热电堆输出热电势的影响。结果表明,最佳电镀条件为:电镀时间20 min,硫酸铜浓度250 g/L,硫酸浓度60 g/L,镀液温度36℃,电流密度10 A/dm2。在此条件下制备的铜-康铜热电堆输出热电势最高。     

蔗糖电解还原制备甘露醇、山梨醇研究

研究了蔗糖水解产物电解还原制甘露醇和山梨醇的工艺,以Raney Ni为催化剂,H2SO4为支持电解质,当总糖浓度为1.0mol/L,pH=9-10,电流密度为32mA/cm2,温度为40℃,通电量为理论电量的1.2倍时,总糖的转化率大于95%.     

钛／羟基磷灰石涂层的电沉积过程及其结构特征

采用电沉积方法在钛金属基底上形成磷酸钙盐涂层,涂层经低温碱液处理获取羟基磷灰石涂层。研究了电流密度、主盐浓度、电解液温度、沉积电量、低温碱液处理对涂层表面形貌的影响,并用SEM、ZRD和IR对涂层的组成和结构进行分析。结果表明：电沉积磷酸钙盐涂层经低温碱液处理后得到纯的羟基磷灰石涂层,羟基磷灰石晶体呈针状结构;随电流密度、主盐浓度的增加,晶粒变粗,随电解液温度的升高,晶体发生变化,出现鳞片状结构;涂层质量随沉积电量的增加而增长。     

焦磷酸盐镀铜工艺研究

通过铜镀层做基体材料的中间层或底层,可以获得许多具有特殊性能的镀层。氰化镀铜是应用最为广泛的底层镀铜工艺,但是氰化镀液中含有剧毒物.焦磷酸盐镀铜是替代氰化镀铜的最重要电镀工艺,但它的最大缺点在于附着力不好.文章用电化学方法研究了工艺条件对焦磷酸盐镀铜的镀层性能(特别是结合力)影响.结果表明:镀液的温度、搅拌速度、电流密度直接影响镀层性能;最佳工艺条件为:温度45℃,时间60 min,搅拌速度200 r/min,阴极电流密度1.5A/dm2。本研究结果为焦磷酸盐镀铜提供了实用的参考价值.     

喷射电沉积镍枝晶试验研究

介绍了喷射电沉积技术的原理,采用自行设计的喷射电沉积设备制备了镍枝晶沉积物,考察了不同的试验参数对枝晶生长过程以及最终微观形貌的影响,根据计盒维数原理计算了枝晶图片的分形维数。结果表明,枝晶容易在高的电流密度下生长,电流密度高,提高了阴极过电位,有利于枝晶形成;随着电铸液中镍离子浓度的提高,生成的枝晶明显变得稀疏,分枝减少。微观形貌由致密紧凑型结构向疏松弥散型结构转变;电铸液温度的增加,沉积层逐步致密化。镍枝晶具有明显的分形结构,分形维数随着电流密度以及电铸液温度的增加而增大,镍离子浓度的增加而减小。     

掺硼金刚石薄膜电极降解亚甲基蓝废水

采用掺硼金刚石薄膜电极组处理模拟亚甲基蓝染料废水,考察了掺硼金刚石薄膜的成膜质量和亚甲基蓝初始浓度、溶液pH、电解质投加量、电流密度等工艺条件对去除的影响,并进行了反应动力学模拟。结果表明,亚甲基蓝去除速率常数、去除率和溶液COD去除率随pH的升高、电解质的增多和电流密度的增大而增大。初始pH由4上升至10,亚甲基蓝去除速率常数由0.001 4 s^-1增至0.003 3 s^-1,去除率由53.9%增至85.8%。电解质投加量由1 g增至4 g,去除速率常数由0.001 7 s^-1增至0.005 1 s^-1,去除率由61.0%增至94.2%。电流密度由18.75 mA/cm²增大为75.00 mA/cm²,去除速率常数由0.000 3 s^-1增至0.003 8 s^-1,去除率由18.1%增至92%。亚甲基蓝初始浓度对去除率的影响较小。电解质投加不足及电流密度过大时,均造成溶液温度有较大上升,过剩的电能转化为溶液的热能。     

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学实验方法以及扫描电镜和能谱等表面分析技术对20#碳钢在不同H2S质量浓度(0,95.61,103.22,224.16 mg.L-1)、不同温度(25,35,45℃)下的NACE溶液(含CO2)中腐蚀行为进行了研究,同时对该环境下腐蚀产物的形成机制进行了探讨.发现在含有CO2的NACE溶液中,加入少量H2S,能加剧碳钢腐蚀,加速阳极铁的溶解和阴极氢气的析出.随着H2S质量浓度的增加,腐蚀电流密度增大,碳钢腐蚀加剧.温度升高,腐蚀极化电阻变小,腐蚀也会加剧.腐蚀试样外层絮状腐蚀产物主要是铁碳化物,接近基体表面的腐蚀产物主要是铁硫化物.     

模拟城市酸雨条件下形成铜锈的稳定性研究

设计了可以重复获得铜锈的试验方法,把形成的铜锈从基体上剥离,填充到多孔微电极中,在模拟城市强酸雨条件下(0.2 gL-1Na2SO4+0.2 gL-1Na HCO3,pH值为3的酸性溶液中),测试了铜锈的电化学行为.在硼酸溶液中,通过循环伏安法测试表明,铜锈的电化学反应存在Cu(II)/Cu(I)和Cu(I)/Cu两个还原过程;对比试验发现,在腐蚀型测试介质中(模拟城市酸雨),阳极区可以观察到氧化现象,但是由于BiTA对铜锈的稳定作用,峰值电流明显降低.明确了BiTA对铜锈溶解的抑制效果.     

含酚液中苯酚的电催化降解研究

在电激励下,电极表面活性点生成的.OH能氧化水溶液中的有机物。本文研究了钛基二氧化铅电极做工作电极催化降解水中苯酚时,支持电解质溶度、温度、电流密度、pH值等因素对酚降解效率的影响。实验得知,在支持电解质CNa2SO4=0.05 mol.L-1、20℃2、0 mA.cm-2、pH=3条件下,电解100 mL 0.005mol.L-1苯酚溶液,120 min内降解了78.62%。紫外光谱分析了200 min内的电解试样,得知苯酚电解过程先生成中间物而后变成CO2和H2O,且降解率为94.35%。     

TiO_2/SiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为主要原料,用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2复合材料,并对其光催化降解活性艳红X-3B溶液的性能进行了研究,考察了Ti∶Si摩尔比、焙烧温度、初始浓度和催化剂用量对其光催化降解率的影响。结果表明,当n(Ti)∶n(Si)=6∶1,焙烧温度为500℃时TiO2/SiO2复合材料的光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,25 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为1.6 g/L。     

哌啶酮阴极电还原合成哌啶醇

常温、常压下采用电化学法合成哌啶醇,反应选择性好,产品单一,易分离,且电解液可循环使用.以锌作阴极材料,研究了电量、电流密度、氢氧化钠浓度、乙醇浓度、哌啶酮浓度对哌啶酮转化率的影响,得出最佳反应条件:电量1.1F/mol,电流密度300A/m2,0.50mol/L的氢氧化钠,φ(乙醇)为30%,哌啶酮浓度1.0mol/L.在此条件下,哌啶醇的平均产率为95.40%,经分离,产品纯度达99%以上.     

溶液雾化氧化法制备四氧化三钴粉末

针对溶液雾化氧化法制备四氧化三钴粉末过程,研究了工程实验条件下反应温度、雾化压力和氯化钴溶液流量等参数对钴氧化率、粉末粒度和粉末松装密度的影响.在反应温度750℃、氯化钴溶液质量浓度120 g.L-1、压缩空气压力0.23 MPa、氯化钴溶液压力0.15 MPa以及氯化钴溶液流量40 L.h-1条件下,制备的氧化钴再经750℃热处理2 h后,钴氧化率达到100%,钴质量分数为73.04%,松装密度为0.48 g.cm-3,平均粒径为7.61μm.工程实验研究结果表明溶液雾化氧化法可以高效快速制备高品质四氧化三钴粉末,过程简单、清洁,具有产业化应用前景.     

Effects of cupric ions on the corrosion behavior of aluminum alloy 5A02 in ethylene glycol-water solution

The effects of cupric ions on the corrosion behavior of aluminum alloy 5A02 in ethylene glycol-water solutions were studied by potentiodynamic polarization, electrochemical noise (EN), and complementary techniques including scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A positive corrosion potential and increased corrosion current were observed due to the deposition of copper. The results demonstrate that the main corrosion type was pitting and the increasing cupric ion concentration augmented the pitting density. The pits became larger and deeper as a result of the embedment of copper into the surface of the alloy. Cupric ions were preferentially deposited at the defects around the secondary phase, leading to the formation of Al-Cu microgalvanic couples, which increased the corrosion rate. The corrosion rate gradually reached a stable value as the concentration of cupric ions was increased beyond 10 mmol/L.     

添加剂对高铋电解铜体系中铜沉积过程的影响

用稳态法研究了添加剂Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ对高铋电解铜体系阴极铜沉积反应的影响。用ＡＡ、ＳＥＭ、ＸＲＤ等仪器研究了添加剂对阴极铜沉积的组成和晶面取向的影响。结果表明：Ｃｌ－对铜沉积反应起去极化作用。ｇｌｕｅ对铜沉积反应起强极化作用。（ＮＨ２）２ＣＳ能改变铜沉积过程的电化学反应机理,使铜沉积反应出现由扩散控制的极限电流。当Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ共存于电解液中时,既对铜沉积反应起强极化作用,又使铜沉积过程的极限电流降低。以低电流密度（２００Ａ·ｍ－２）电解,添加剂存在时可使阴极铜沉积中铋含量从０．０１３％降至０．００２１％,但添加剂不影响铜沉积的晶面择优取向（２２０）。以高电流密度（１５００Ａ·ｍ－２）电解时,添加剂的存在,会改变铜沉积的晶面择优取向。     

吸附-电解协同法处理铜氨络合废水

针对铜氨络合废水处理难度大、工艺复杂等问题,提出了吸附-电解协同处理的新方法。以模拟铜氨络合废水为研究对象,考察了电解时间、电流密度、电解温度等因素对电解法的影响;并以此为基础,将改性油酸吸附剂涂覆在阴极表面,采用正交试验方法研究了吸附-电解联合处理铜氨络合废水的协同作用。结果表明,吸附-电解协同法在电流密度为0.01A/cm2时对铜氨络合废水处理15 min,即可使铜离子去除率达到93%以上,电流密度小、处理时间短且电流效率明显提高。     

氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶的循环伏安特性

运用溶液聚合法和沉淀法制备出氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶。对复合水凝胶进行X射线衍射分析,红外光谱分析,从而确定复合水凝胶中的成分为氧化锌和聚丙烯酰胺;通过研究复合水凝胶修饰玻碳电极的电化学行为,发现修饰电极对于氯化亚铁电解液具有较好的循环伏安响应;测试不同浓度氯化亚铁的循环伏安曲线,发现随着溶液浓度的增加,修饰电极对于氯化亚铁电解液的电化学响应加强;测试不同扫描速率下的循环伏安曲线,发现随着扫描速率的增加,还原峰电流与氧化峰电流都在增大,而且氧化峰与还原峰之间电位差增大;修饰电极对于其他不同的电解液进行测试,获得不同的循环伏安曲线。     

双脉冲电位法制备铜镍层状结构材料

采用旋转圆盘电极，用双脉冲电位法从简单的镀液中电沉积Ｃｕ－Ｎｉ层状材料，研究了镀液中铜含量、添加剂、转速对镀层的组成和结构的影响，并用扫描电镀和Ｘ－射线衍射研究了镀层的形貌和组成。