離子交換膜電沉積高純鉻.pdf

1、電解法制得的純度極高的金屬鉻具有延展性，可鍛造加工。鉻的析出電位較負(fù)，電解時伴有劇烈的析氫副反應(yīng)，使金屬鉻沉積的電流效率很低。 本文以陰離子交換膜作隔膜，用雙室電解槽，對全硫酸鹽體系進(jìn)行電解實驗。研究了各種條件對金屬鉻沉積電流效率的影響。使用陰離子交換膜，體系導(dǎo)電性良好，電解1小時才看到陰極液有極淺黃色出現(xiàn)，很好的阻止了陽極六價鉻的產(chǎn)生，基本不隨陽極室放氧帶出六價鉻。在不同pH值條件下進(jìn)行電解操作，發(fā)現(xiàn)pH等于2.2～2.4時電

2、流效率最大。增大電流密度，氫在鉻電極上極化變大，析氫電位負(fù)移而使金屬鉻沉積的電流效率提高。在12.5A/dm2附近，金屬鉻沉積的電流效率較高，沉積金屬結(jié)晶狀況好，得銀白色光亮金屬。在30℃左右條件下進(jìn)行電解，電流效率最高。對電解液進(jìn)行攪拌，加速電解液中三價鉻離子向陰極擴散，同時及時促進(jìn)電極表面氫氣泡的脫附，在轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分鐘時電流效率較高。 在溫度為20～55℃，pH為2.1～2.5的條件下，用與實際電解實驗電流接近的大電流

3、，以動電位掃描法測量了不同條件下電解體系的極化曲線。分析和探討了鉻電極表面析氫的電化學(xué)過程。疊加相同pH值，不同溫度下測得的極化曲線，發(fā)現(xiàn)溫度升高，極化曲線向正方向移動；同一電流密度下，氫在鉻電極上析出電位的絕對值變小，促進(jìn)析氫。通過對30℃，pH=1.8～2.6時測得的極化曲線進(jìn)行疊加發(fā)現(xiàn)，電解液pH值降低，析氫極化曲線向正方向移動，加速析氫。 用動電位掃描法對不同濃度NaCl溶液中鉻電極表面析氫極化曲線進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)η-l

4、gi曲線中低過電位區(qū)呈直線，符合Tafel關(guān)系，對其進(jìn)行Tafel參數(shù)擬合，得到1.0mol/L-1的NaCl溶液中Tafel斜率b=0.2034，截距a=0.2461；0.1mol/L-1的NaCl溶液中Tafel斜率b=0.2947，截距a=0.3554。說明鉻是一種具有低析氫過電位的金屬?？疾炝硕喾N添加劑對電解體系極化曲線的影響，發(fā)現(xiàn)丙三醇和陽離子表面活性劑十二烷基二甲基芐基氯化銨的加入使極化曲線向負(fù)方向移動，能有效抑制析氫反應(yīng)，

5、可用作電沉積鉻中的阻氫劑。在30℃、pH=2.3的條件下，以12.5A/dm2的電流密度分別對不含添加劑的鉻銨釩電解液和含有10mg/L十二烷基二甲基芐基氯化銨的電解液進(jìn)行電解操作，前者金屬鉻沉積的電流效率為17.56﹪，后者為29.45﹪，電流效率提高了11.89﹪，證明1227在電解鉻過程中起到了很好的阻氫作用。 在非電活性的陽離子表面活性劑1227中加入Cd2+，根據(jù)1227濃度對Cd2+峰電流影響，Cd2+作為指示離子，