铝电解中阳极效应的研究

阳极效应是融盐电解中的一种特殊现象。尤其是在铝电解中,最为普遍。当其发生时,槽电压突然升高,阳极上出现许多细小的电弧。本文采用阴极射线示波术研究阳极效应时的波形和反电势。用活性阳极(炭、石墨)和惰性阳极(Pt,ZrO_2,SnO_2,Al_2O_3)。阳极效应时清楚地观测到一系列的电化学分解反应。测得的反电势值在 1.0～5.5V 范围内。用热力学计算加以核对。还观测到电弧短路现象。这些现象同微型电解槽上所观测到的作比较,进而讨论阳极效应的机理问题。     

阳极键合应力的原位拉曼光谱研究

介绍了一种基于原位激光拉曼光谱的阳极键合应力研究方法。通过自制的小型阳极键合装置,结合激光拉曼光谱仪,原位研究了在阳极键合升温、通电和降温过程中硅界面应力的演变过程。升温过程中单晶硅的拉曼峰位会向低波数移动,通电恒温键合过程中氧化硅的生长会在单晶硅界面引入拉应力,降温过程中单晶硅界面的应力状态发生从拉应力到压应力的转变。界面的氧化过程对阳极键合结构界面的应力状态有重要影响。     

电弧喷涂铝涂层阳极氧化后表面-截面结构分析

采用电弧喷涂工艺在S355钢表面制备Al涂层,并对其进行阳极氧化处理,通过SEM,EDS和XRD等技术分析试样表面-截面形貌、化学元素分布和物相组成,探讨氧化膜-Al涂层-基体的结合机理。实验结果表明:阳极氧化膜中Al与O出现富集现象,以Al2_O_3形式存在;Al与O原子在氧化膜中为高浓度分布,构成氧化膜-Al涂层-基体的复合防腐蚀体系;Al涂层为富Al层,原子含量较高,而基体中Fe原子在界面处发生扩散现象;Al涂层中少量Al原子扩散进入基体,在界面处与Fe反应生成Fe-Al化合物,提高电弧喷涂Al涂层的结合强度。     

铝电解中的电极过程——Ⅰ. 阳极过程

研究了铝电解中的阳极反应、阳极过电压、电解质对炭电极的湿润性、双电层电容、交流阻抗、阳极效应等阳极过程,得出了可以相互证明的结论.①在阳极区可发生5个电化学反应,阳极产物分别是CO,CO2,COF2,CF4和F2;②在电流密度为0.02～1.2A/cm2范围内符合Tafel方程*反应控制步骤为化学反应CxO·O分解反应的迟滞,反应级数为0.5级;③测量了冰晶石-氧化铝熔体在石墨电极上的湿润性和双电层电容.发现在1.0V左右,湿润角有一最大值,双电层电容有一最小值,因此认为此电位为零电荷电位;④提出了发生阳极效应的新机理*认为当电解质中Al2O3质量分数＜2%时,是F-离子放电引起的阳极效应,而当Al2O3质量分数＞2%时,阳极效应的发生是因为阳极气体的阻塞     

铝电解中阳极效应过程三步骤的研究

研究了实验室和工业铝电解中发生阳极效应时的电压波形,及其对同一系列中邻槽的影响。根据观测电压波形的结果,提出阳极效应过程三步骤的观点:诱导期、稳定期和熄回期。根据估算,一般阳极效应时高频波的频率在 10 000—20 000 Hz 之间,其影响程度随系列中槽数增多而减小。     

铝电解生产中阳极效应的Cusp突变模型

采用突变数学中的Cusp模型描述了铝电解中阳极效应和生产过程,给出了电解过程的行为曲面和分叉集,在模型的基础上讨论了阳极效应发生和熄回的滞后及阳极反应的势阱。认为,阳极效应也是一种平衡态,它的发生和熄回有着严重的滞后。     

稀土电解槽熔盐润湿性对气泡影响的数值模拟

为研究稀土熔盐电解槽中熔盐对碳阳极的润湿性对阳极表面气泡的形状和脱离大小等的影响,针对稀土熔盐电解槽中石墨阳极的表面特性,利用计算流体力学软件Fluent,采用CLSVOF(Coupled Level Set and Volume of Fluid Method)界面追踪方法分别对润湿角为15°、25°、35°、45°和55°的阳极表面气泡的生成过程进行模拟研究.模拟出了不同润湿性熔盐的阳极表面气泡生长变形过程,结果表明:润湿角越大气泡脱离阳极表面孔口时体积越小,但其脱离后仍然吸附在阳极表面没有脱离,不利于气泡排除,容易造成阳极效应.     

铝电解生产中Al_2O_3浓度的模糊控制研究

研究了氧化铝浓度与槽电阻、电流效率和阳极效应系数之间的关系,通过对氧化铝浓度与电流效率关系曲线和氧化铝浓度与槽电阻关系曲线的分析研究,发现低温铝电解生产工艺中当氧化铝浓度范围为1.5%～3.5%时,既可获得较高的电流效率,又可防止阳极效应的发生,为铝电解的模糊控制技术提供依据.     

冰晶石-氧化铝熔液电解中阳极过程的研究

本文用电位扫描法研究了冰晶石-氧化铝熔液中石墨阳极上发生的各种电化学反应,并用示波技术观察了阳极效应前后的电压和电流波形图,进而讨论了阳极过程的机理问题。     

复合镀电触点耐电蚀机理的研究

采用X射线光电子谱对Ag-La_2O_3复合镀层进行了分析。结果表明,微粒在镀层中不是简单的机械夹杂,而是在接触界面处与周围的Ag原子发生化学作用,形成Ag、La、O非计量界面扩散反应层。文中讨论了荷负电徽粒的复合电沉积机理,以“微粒效应”和“电蚀中心”的观点解释Ag-La_2O_3复合镀电触点耐电蚀现象。     

铝电解中阳极效应特征的耗散结构理论

本文采用 Prigoginc 提出的耗散结构理论,对铝电解中阳极效应的特征进行了分析.认为,阳极效应是一种远离平衡态的耗散结构,它的“阈值”是冰晶石熔液中的 Al_2O_3浓度,进而提出,阳极效应的发生是因为产生超熵的结果,并认为各种熄灭阳极效应方法的共同特点是瞬间引进正熵流.     

Fe/HA修饰阳极对MFC产电和脱氮性能的影响

为了选取具有较高氧化还原活性的铁腐殖酸复合物（Fe/HA）作为阳极材料，开展Fe/HA修饰阳极对MFC产电和硝酸盐降解性能影响的研究。通过电沉积法制备Fe/HA修饰阳极，利用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）对Fe/HA修饰阳极的表面形貌特征和活性官能团进行表征；同时采用循环伏安曲线（CV）、塔菲尔曲线（Tafel）和交流阻抗曲线（EIS）对Fe/HA修饰阳极的电化学性能进行测量；并以硝酸盐废水为模拟废水，考察Fe/HA修饰阳极对MFC性能的影响。结果表明：Fe/HA修饰阳极表面具有松散的簇团状结构和氧化还原活性官能团；[JP2]同时，与空白阳极相比，Fe/HA修饰阳极电荷转移量增加了75.82%，交换电流密度增加了14.95%，电荷转移阻抗降低了17.60%；Fe/HA修饰阳极MFC的最大平均输出电压和脱氮效率较空白阳极MFC分别增加了16.52%和6.47%。通过Fe/HA对MFC阳极的修饰，可有效增加阳极表面氧化还原活性官能团的数量和微生物附着的面积，从而提高电子传递效率，实现对MFC产电性能和脱氮效率的提高，本研究可为金属与腐殖酸复合物阳极材料的开发及其在MFC废水处理领域的应用提供理论依据。     

无锡钢电镀过程中阳极材料电化学特性

研究了不同阳极在含铬溶液、含氟溶液和铬氟混合溶液中的交流阻抗谱,旨在弄清电镀过程中阳极材料的电化学特性.结果表明,铬离子、氟离子和铬氟混合离子在溶液中聚合形式对阳极材料的电化学特性有着重要影响.碳阳极和铅合金阳极在含铬溶液中可形成感抗现象,具有较小的极化电阻,而铅氧化物阳极在含铬溶液中具有较大的极化电阻.在铬氟离子混合溶液中,碳阳极和铅合金阳极表面感抗现象消失,且碳阳极极化电阻提高,铅氧化物阳极极化电阻降低,但铅合金阳极极化电阻明显高于碳阳极和铅氧化物阳极;铅氧化物阳极的导电能力大大提高.     

添加锌电解阳极泥对ZnS浸出过程的影响

在锌焙烧烟尘热酸浸出过程中,来自于铁酸锌溶解的三价铁离子被用作焙烧烟尘中ZnS浸出的氧化剂.为了提高锌的浸出率,研究了在浸出过程中加入锌电解阳极泥对ZnS浸出的影响.考察的浸出条件包括阳极泥加入量、温度、硫酸浓度和反应时间.试验结果表明,阳极泥中的MnO2有助于焙烧烟尘中ZnS的氧化浸出.在最佳的条件下,通过加入阳极泥(锰加入量为焙烧烟尘质量的4%)可将锌的浸出率由94%提高到97%以上.     

酸性氧化电位水涂层钛阳极的制备与性能

以RuO2-SnO2-TiO2为金属氧化物涂层,通过电极性能表征对涂层配方进行研究,分析Ru对酸性氧化电位水涂层钛阳极性能的影响,探索烧结温度和热处理时间对涂层晶粒大小及表面形貌的影响.试验结果表明,Ru是阳极具备电催化活性的主要组分,对涂层表面几何结构的形成、析氯反应催化活性的增强及电极寿命的提高,均起着主要作用.Ru的摩尔分数小于30%时,未出现单质金属钌和锐钛矿相TiO2,涂层晶型呈理想的金红石晶型;Ru的摩尔分数为25%时,电极涂层的强化寿命最长.综合考虑涂层阳极的性能与成本,Ru的最佳摩尔分数为25%.烧结温度对涂层晶粒大小及表面形貌影响显著,温度过低,涂层晶粒发育不完全;温度过高,涂层开裂且晶粒明显长大.     

复合碳纳米阳极强化微生物燃料电池产电研究

〖JP〗石墨烯疏水性及层间-共轭极大地影响了其生物相容性和分散性,难以有效修饰电极. 文章通过将石墨烯与碳纳米管混合,利用二者之间的非共价结合,消除了石墨烯单一修饰电极的缺点,并通过浸渍法制备了石墨烯-碳纳米管复合碳纳米材料电极. 扫描电镜观察表明,石墨烯与碳纳米管被牢固地固定在碳毡电极表面,形成了复合均一层. 将复合电极用作微生物燃料电池（MFC）的阳极,〖JP+1〗显著改善了MFC的产电性能. 复合阳极的MFC的最大功率密度（760.7 mW/m2）比空白碳毡阳极MFC的（228.8 mW/m2）高2.36倍,因为复合电极显著降低了阳极的电子传递阻力,减轻了阳极极化,改善了阳极电化学性能. 复合碳纳米材料修饰阳极的电子传递阻抗（39.8 ）比空白碳毡阳极的（248.7）低84%.〖JP〗