电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)检测电解二氧化锰痕量杂质时基体效应影响的研究

电解二氧化锰有去极化作用,作为正极活性物质可有效提高放电容量,其质量的优劣对电池性能至关重要。随着电池生产销售在2006年实现无汞化,电池中不再含有能屏蔽重金属的腐蚀、减少自放电的汞齐,多数电池用电解二氧化锰要求铁、钴、镍、钒、铅、铜、钼、砷、锑含量低于一定限值,以防止这些有害金属杂质引起电池内部自放电、气涨、枝晶穿刺隔膜和漏液等不良反应。这些有害金属杂质常使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)同时进行分析,方法精确度高、分析速度快,但操作过程中受到基体效应干扰严重,尤其当杂质元素含量低至痕量范围内时,干扰信号可能会增强、削弱或覆盖待测元素信号,造成检测结果不准确。研究以SPECTRO ARCOS型号ICP-OES光谱仪为例,结合仪器特性和实际工作经验,对检测过程中出现的干扰特点进行分析,探讨基体效应消除或扣除的方法,以保障检测结果的准确性。

电解二氧化锰行业“前消后用”固废资源化应用发展策略

基于电解二氧化锰(EMD)生产工艺特征,提出从前端消纳蔗渣造纸白泥到末端锰渣进一步资源化利用的“前消后用”固废高值化应用策略。在EMD生产制液工序中以蔗渣造纸白泥替代石灰,并对蔗渣造纸白泥引入的杂质进行针对性地去除,从而避免影响硫酸锰溶液的净化流程以及EMD产品的品质,在消纳了固废蔗渣造纸白泥的同时也较显著地节约了EMD生产成本。对EMD工业中产生的锰渣固废进行资源化利用,获得水泥混合材添加剂和磷酸锰铁锂基正极材料等新产品,有效地解决蔗渣造纸企业和电解二氧化锰企业固废大量堆积的困扰,同时对其他行业推进固废资源的规模化、高值化利用具有参考意义。

电解二氧化锰(EMD)粉体流动性试验研究

以EMD粉体为研究对象,借助HORIBA粒度分布测试仪、BT-1001粉体流动性能测试仪,进行粉体流动性表征评价。通过表征得到粉体物性参数与流动性参数之间的函数关系,发现粉体物性对压缩性、流动性的影响规律不同,构建了不同流动性参数间的关联式,获得了休止角、流动性指数和喷流性指数的线性关系式,以期为EMD流动性和产品加工性能提供一种表征评价手段,对生产实践具有一定的指导作用。

电解二氧化锰(EMD)铜阴极结晶发黑的机理分析和改善方法

电解二氧化锰(EDM)广泛应用于一次电池和二次电池,作为二次电池固相法工艺的锰源,EMD不仅对纯度与杂质有要求,同时还对颗粒形状、比表面积等有要求,整体工艺技术门槛较高,生产中出现的问题也较多。研究发现在EMD生产过程中,铜阴极易结晶发黑,结合EMD的电解生产工艺,分析铜阴极结晶发黑的原因,提出并实施相应的处理措施,改善铜阴极结晶发黑的现象。

电解二氧化锰用阳极材料的发展与应用

详尽地讨论了电解二氧化锰生产中所遇到的问题以及电解用阳极材料的发展和应用。阳极材料的自身特性不仅决定了它的实用寿命和相应电解过程中的各项参数 ,而且不同阳极材料对EMD的电化学性能和纯度有直接的影响。针对钛阳极易钝化的特点 。

电解二氧化锰对亚甲基蓝和甲基橙染料吸附性能的研究

以电解二氧化锰(EMD)为吸附剂,分析了吸附剂投加量、pH和吸附时间等因素对EMD吸附亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的影响;亚甲基蓝是一种典型的阳离子型染料,性质很稳定;甲基橙是一种酸碱指示剂,分子中带有磺酸基-SO3-。结果表明,最佳吸附条件为吸附MB和MO时EMD的最佳用量分别为33.33 g/g和55.56g/g,pH为2、吸附时间为300 min时吸附效果最好。EMD对MB和MO的吸附过程较符合Langmuir等温式和拟二级动力学方程,吸附速率常数分别为0.002 3和0.006 4 g/(mg.min)。EMD对染料的去除机理为吸附和氧化综合作用的结果。

掺铋电解二氧化锰可充性研究

利用日本TOYO SODA有限公司的粉状电解二氧化锰与含铋离子的溶液混合的物理方法制备掺铋的电解二氧化锰。掺铋样品的化学分析、循环伏安扫描及模拟电池的充放电实验表明:在浅度和深度放电时,掺杂样的充放电性能均有一定的改善,掺入的铋对放电在—0.33V至—0.62V(vs.Hg/HgO)范围的二氧化锰可充性改善更加明显,充放电反应机理也有一定的改变。

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).

电解二氧化锰制备技术的研究进展

介绍了电解二氧化锰制备技术的发展和现状,对电解二氧化锰的生产工艺、掺杂改性、阳极材料等方面进行了详细的评述,并展望了电解二氧化锰工业的发展趋势。

电感耦合等离子体串联质谱法测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素

电解二氧化锰废渣中的重金属元素在雨水淋滤下,通过地表径流对下游水生态系统及农业生态系统造成不同程度的环境污染和安全隐患,因此,准确测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量具有重要的现实意义。电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量通常很低,采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法测定,检出限通常难以满足测定要求。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,消除复杂质谱干扰面临挑战。本文采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量。电解二氧化锰废渣中6种重金属元素Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb经硫酸和硝酸混合酸浸出后直接采用ICP-MS/MS进行测定,利用串联质谱的O 2反应模式消除分析过程中Cr、Ni、As、Cd受到的质谱干扰,通过考察不同分析模式下52 Cr、60 Ni、75 As、111 Cd的背景等效浓度(BEC),评价质谱干扰对分析结果的影响。结果表明:在MS/MS模式下选择O 2为反应气,采用质量转移法和原位质量法可以消除52 Cr、60 Ni、75 As、111 Cd的所有质谱干扰。Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb检出限分别为3.06、9.31、3.50、2.72、2.03、1.89ng/L,加标回收率在95.6%~106.2%之间,相对标准偏差(RSD)≤3.9%。所建立的方法已应用于电解二氧化锰废渣浸出液中重金属元素的测定。

电解二氧化锰复合涂层修饰钛基阳极的制备与性能

在电解二氧化锰体系中,使用的阳极板通常具有易变型,电流密度低,电耗高等缺点。为了解决这些问题,文中选用工业纯钛作为基体,二氧化锰和二氧化锡作为复合活性涂层,采用简易的热分解方法制备出钛基复合涂层阳极。通过SEM测试涂层表面形貌,发现该阳极的涂层致密、呈较平整的层状。采用循环伏安曲线测试并计算积分面积和极化曲线对涂层配方进行研究,发现烧结温度为450℃,锡/锰比为6∶4时的阳极性能最优。与铅阳极和铅银合金阳极对比,用该复合涂层阳极电解得到的二氧化锰纯度更高,但其槽压比其它阳极低了约0.2 V左右,电流效率得到了提高,从而节约了电解过程中的能耗。因此,该复合涂层阳极适合做大型电极的阳极板。

高电流密度下悬浮电解制备电解二氧化锰工艺的研究

采用150 A.m-2的高电流密度,电解周期为10 d。在此电流密度下如采用常规电解会造成电流效率降低和电解产品中-γMnO2含量降低,阳极如果采用纯钛板,还会造成阳极的严重钝化。故本实验阳极采用北京有色金属研究总院生产的钛基钛锰涂层阳极,阴极采用紫铜板,主要通过改变悬浮颗粒加入量来研究悬浮颗粒的加入对于电解工艺的影响。通过实验表明:在高电流密度下,无悬浮体或悬浮体含量较低的电解体系,电解效率较低,当悬浮颗粒含量达到或超过0.075 g.L-1时,电解效率在98%以上。X射线衍射表明:随着悬浮颗粒加入量的增大,电解产品中-γMnO2含量不断增加。

微晶电解二氧化锰制备Mn_3O_4的研究

提出用微晶电解MnO2 制备电子级Mn3 O4的方法 .探讨了几个主要工艺条件对制备微晶电解二氧化锰的影响 ,以及焙烧时间和焙烧温度对Mn3 O4转化率的影响 .继而用X射线衍射、扫描电子显微镜、原子吸收光谱及测定磁化率等手段评价Mn3 O4的理化性能 .实验结果表明 :用微晶电解二氧化锰可制备出优质的电子级Mn3 O4.

电解二氧化锰的掺钛研究

在硫酸锰和氯化锰体系中加入浓度相同的钛（Ⅲ）盐，可制得掺钛量不同的电解二氧化锰（ＥＭＤ）。ＢＥＴ比表面积测定、Ｘ光电子能谱、红外光谱分析、阴极电位扫描和恒电流放电实验表明：掺钛ＥＭＤ的空腔内表面积变大，钛离子在ＥＭＤ颗粒表层被大大富集。掺进的ＴｉＯ２进入ＥＭＤ的晶格，钛使得Ｍｎ－Ｏ键强度下降。含钛量为０．２５～０．４％的ＥＭＤ（化学式为ＭｎＯｘ）在碱液中放电时，当ｘ＞１．８０，钛对ＭｎＯｘ放电无明显的影响；当ｘ＞１．７５，且放电深度为放电的第一步时，钛使ＥＭＤ的放电极化变小。

热处理对电解二氧化锰性能的影响

经２００℃热处理的电解二氧化锰，通过热分析、Ｘ射线衍射分析、红外光谱分析以及表面ｐＨ值和表面积的测定，说明与未处理的电解二氧化锰相比性质发生了变化。经２００℃热处理的电解二氧化锰失去部分结合水而使其红外吸收峰和Ｘ射线衍射峰位移，晶面间距减小，Ｍｎ－Ｏ键力增强，Ｏ—Ｈ键力减弱，表面ｐＨ值降低，比表面积增大，于是出现放电容量增大。

生产电解二氧化锰用钛合金阳极的抗钝化性能

研究了Ｔｉ－１．５Ｎｉ、Ｔｉ－１．５Ｎｉ－０．５Ｆｅ、Ｔｉ－１．５ＮｉＡ－０．５Ｃｕ、Ｔｉ－１．５Ｎｉ－０．５Ｆｅ－０．３Ｃｕ４种合金在９５℃，４０ｇ／ＬＨ２ＳＯ４＋８０ｇ／ＬＮｎＳＯ４电解二氧化锰溶液中作阳极时的抗钝化性能、研究表明：以上４种合金都具有比ＴＡ２优异的抗钝化性能，ＴｉＮｉＦＥ的最为优异，在电流密度低于８０Ａ／ｍ２时．阳极表面不生成氧化膜，析出相Ｔｉ２Ｎｉ对提高抗钝化性起关键作用。ＴｉＮｉＦｅ合金的强度和韧性与ＴＡ２相当，可进行波纹权状阳极加工。

掺杂改性电解二氧化锰的研究现状

综述了电解二氧化锰(EMD)掺杂铋、钛、铅、铜及稀土等元素的掺杂改性的进展,总结了掺杂改性对EMD性能改进的机理的研究。

电感耦合等离子体原子发射光谱测定电池用电解二氧化锰中杂质元素

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法同时测定电池用电解二氧化锰中Cu、Fe、Pb、Si、P的新方法。对影响其光谱测量的各种因素进行了较为详细的探讨,实验中选择酸度匹配来消除酸度的影响,采用基体匹配校正基体效应。试验结果经t检验发现待测元素之间基本无干扰。方法的检出限为0.003-0.035μg/mL。对无汞碱性锌锰电池用电解二氧化锰进行分析,回收率为97%-104%,RSD小于2.9%;结果同其他方法（原子吸收光谱法、分光光度法）的测定值相一致。

现场紫外-可见吸收光谱研究电解二氧化锰的还原过程

应用现场紫外 可见吸收光谱研究碱性溶液中电解MnO2(EMD)放电机理.结果表明,对EMD电极的放电还原,包括两个单电子过程,其第1电子还原又分为3步:①还原MnO2颗粒表面和阳离子空位附近的Mn4+离子,②还原斜方锰矿中的Mn4+离子,③还原软锰矿中的Mn4+离子.第2电子还原是将溶解的Mn3+还原成Mn2+,进一步转化成Mn(OH)2和Mn3O4.

电解二氧化锰表面包覆铋镍和铋镍锰复合物

采用液相沉淀法在电解二氧化锰(EMD)表面包覆Bi-Ni及Bi-Ni-Mn复合物,以改善其电化学性能,尤其是循环性能。恒电流充放电测试表明,包覆铋镍复合物能明显改善EMD电极的充放电性能和循环稳定性,综合考虑容量、大电流和循环性能,复合物的最佳组成为Bi0.5-Ni0.5。包覆组成为Mn0.3-Bi0.35-Ni0.35的铋镍锰复合物后,电极的0.2C、1 C和3 C放电性能均明显提高,但循环稳定性无改善。而包覆10%Mn0.3-Bi0.175-Ni0.525复合物后不仅能保持EMD电极的初始容量,也能大幅度提高其循环性能:1 C循环50次后容量保持率达到80%,而空白电极只有49%。