阳极金属热喷涂涂层耐久性研究进展

介绍了阳极金属热喷涂涂层耐久性试验方法、检测评价方法以及研究进展情况,对现有成果进行了分析总结,探讨了存在的一些问题,期待取得新的进展。

钠电池金属钠阳极的发展现状及其未来展望

钠离子电池在资源丰富度和价格方面具有明显的优点,因此它比锂离子电池更能满足人类活动对能源的巨大需求。阳极作为电池的一个重要组成部分,在过去的几十年的科研探索中,钠金属阳极凭借其高理论容量和低氧化还原电位成功脱颖而出。然而,由于循环过程中钠枝晶的不可控生长,引起了电池性能的严重损失(即无限体积变化,不稳定的固体电解质界面,以及安全问题),由此拉大了钠金属阳极的直接使用与其大规模应用之间的差距。虽然现阶段对高性能金属钠阳极的综述研究在不断深入,但解决上述挑战的新研究仍在进行中。因此,我们在此从四个方面(保护层、电解质添加剂、三维框架集流器、合金材料)对高能金属钠阳极的最新进展进行总结,并从这个角度进行详细的讨论和分析。此外,还对构建高性能金属钠阳极的潜在研究方向和前景进行了展望。

稳定锂金属阳极的研究进展

锂金属电池由于具有高的理论比容量(3860 mAh·g−1),被认为是下一代高能量密度存储设备的最佳选择之一。然而,锂枝晶生长导致固态电解质界面层不稳定,以及锂金属阳极在循环过程中发生的体积膨胀,由此带来了严重的安全风险和循环性差等问题,阻碍了锂金属电池的进一步商业化应用。通过对锂的不均匀沉积的生长机制进行研究,许多研究者们提出了各式各样的方案,比如设计电解液添加剂、开发固态电解质和设计三维集流体等,在这些方面取得了显著进展。最后,对这些方案的不足和优化进行了讨论。

铝电解金属阳极上的气泡析出行为

利用双室透明石英电解槽研究了铝电解金属阳极上气泡的析出行为。实验发现,在低电流密度下,电解开始的一段时间内,新生的氧用于氧化金属阳极表面以形成氧化物膜,此时阳极室没有氧气析出,而阴极室有铝雾扩散;当形成足够厚的氧化膜后,阳极的氧化速度减慢,阳极表面才析出氧气。在高电流密度下,由于单位时间内在阳极上产生的氧量高于用于氧化金属阳极表面所需的氧量,电解一开始阳极上就有氧气析出。对低电流密度下气泡的生长过程观察发现,气泡先在阳极表面长大,再汇聚成一个或几个大气泡从阳极底部析出,析出前的气泡平均直径随电流密度的增加而减小。

铝电解用金属惰性阳极的研究进展

铝电解工业已有百余年的历史,以惰性阳极为代表的新工艺是铝电解研究的热点问题。惰性阳极主要分为陶瓷阳极、金属陶瓷阳极和金属阳极3类,本文分析了3种惰性阳极的特点,并重点评述金属阳极的研究近况。钾冰晶石电解质体系作为一种铝电解新型低温电解质体系,具有操作温度低、Al2O3溶解性能好等优势。指出在钾冰晶石低温体系中应用金属阳极将成为今后铝电解很有希望的一种新工艺。

Ni-Fe-Cu惰性金属阳极的抗氧化和耐蚀性能

对Ni Fe Cu合金的抗氧化和耐熔盐腐蚀性能进行了研究。结果显示,该合金的氧化动力学曲线符合抛物线规则。静态电解质中的溶解腐蚀速率随温度的增高和NaF与AlF3的摩尔分子比的降低而增大。在不同电解条件下,组成为NaF AlF3 NaCl CaF2 Al2O3的电解质体系中电解时,该阳极周围产生大量气泡,槽电压在3.6～4.2之间波动,阳极的电解极化腐蚀速率随电解质中氧化铝浓度的增高、温度的降低而减小,产品铝的纯度达到97%～98%。

Cu-Ni-Al惰性金属阳极铝电解应用测试

采用Cu Ni Al合金作金属阳极 ,在温度 75 0～ 85 0℃ ,电流密度 0 75～ 1 1 0A/cm2 的不同分子比和氧化铝质量分数的Na3 AlF6 NaCl CaF2 Al2 O3 熔盐中进行电解测试·结果表明 ,在不同电解操作条件下该阳极材料的腐蚀程度不一样 ,阳极在熔盐中的腐蚀速率远大于在空气中的氧化腐蚀速率 ,而且阳极电解的腐蚀速率与电解质中的氧化铝质量分数相关 ,氧化铝质量分数大 ,则阳极腐蚀速率小·另外 。

Cu-Ni-Al金属阳极抗氧化耐腐蚀性能研究

本文对铝电解阳极材料Cu -Ni-Al合金进行抗氧化耐腐蚀性能测试 ,结果说明Cu -Ni-Al阳极在空气和氧气中具有良好的抗氧化性 ,其中温度和气氛对该合金材料抗氧化影响很大 ;在不同条件下 ,电解质组成为Na3AlF6 -NaCl-CaF2 -Al2 O3的熔盐中溶解损失比较小。在熔盐中腐蚀速率随着温度升高、电解质分子比降低而增大。

氯碱生产环境下金属阳极电解槽的腐蚀探讨与防护方法研究

金属阳极电解槽的腐蚀严重影响了氯碱生产整个装置的安危以及产品的收率与质量.实验模拟氯碱生产中电解槽所处的恶劣介质环境,运用腐蚀失重法,揭示了电解槽的腐蚀行为与影响因素.实验结果表明：在氯碱生产环境下,当电解槽温度为85 ～90℃、阴极液中氢氧化钠质量分数为8％～12％、阳极液pH＜4时,电解槽的腐蚀速率最低.在此基础上,制定出了可行的电解槽腐蚀防护措施.

稀土Eu掺杂对金属氧化物涂层阳极电催化性能的影响

通过掺杂实验发现稀土Eu的添加有利于提高金属氧化物涂层阳极的电催化性能 ,X射线衍射的结果表明稀土缺氧氧化物Eu3O4 的形成是电催化性能提高的主要原因。Eu掺杂成型工艺表明较高的热分解温度有利于晶粒的细化 ,使电极具有好的电催化性能 ,最佳温度值在 5 0 0℃左右 ;Eu的添加量在主溶液离子浓度与稀土离子浓度之比为 10∶2时最佳。EDX扫描分析的结果表明用化学溶液涂覆法制备的涂层成分分布均匀。

梯度功能型金属氧化物涂层阳极(DSA)的制备

首次用梯度功能材料设计思想制成了成份呈梯度分布的金属氧化物涂层阳极 (DSA) ,比用传统方法制备的阳极寿命提高了 40多倍 ,并用SEM、EDX对其界面过渡的形貌及成份分布进行了研究。

金属惰性阳极的研究进展

综述了近年来国内外铝电解用铜基合金、铜镍基合金和镍基合金惰性阳极方面所做的研究工作,分析了各种惰性阳极的优缺点和可行的研究方向。围绕提高材料的抗氧化和耐腐蚀性,提出了两方面的建议:一方面通过调节材料成分,使其表面氧化膜的生成与溶解达到动态平衡;另一方面开发新的电解质体系,获得"低初晶温度、高Al_2O_3溶解度"的电解质,降低阳极腐蚀率。

铝电解惰性金属阳极材料选择与讨论

介结和阐述了铝电解工业惰性金属阳极材料选择与阳极设计的最新研究状况 ,提出在铝电解熔体中抗氧化抗腐蚀的新方法 ,讨论了高温耐腐蚀合金在冰晶石熔体中所遇到的亟待解决的问题。

低温铝电解用Cu-Ni-Cr金属阳极性能研究

采用熔炼法制备Cu 2 5Ni 10Cr铝电解金属阳极 ,并进行氧化实验和电解实验研究。结果表明 ,合金阳极在空气中的氧化动力学曲线遵循抛物线变化规律 ,而在纯的氧气中的氧化动力学曲线偏离了抛物线规则。电解极化条件下的腐蚀结果与不同的试验条件相关。在不同温度、阳极电流密度和氧化铝浓度条件下 ,于组成为NaF AlF3 NaCl CaF2 Al2 O3的电解质体系中电解 ,结果显示电解极化腐蚀的速率随电解质中氧化铝浓度的增高而减小 ,随温度的增高而增大。电解过程运行平稳 ,该阳极周围产生大量气泡 ,电解平稳时 ,槽电压在 4.0～ 4.6V之间波动。

金属阳极涂层的研制及应用

本文概述了金属阳极的优点,发展历史,涂层的钝化机制,抗钝方法及应用情况。

海水电解用金属氧化物阳极的失活机理

海水电解制氯用钛基金属氧化物阳极的等效电路可用LRs(QdlRct)(QfRf)来描述,L反映了阳极涂层复杂的微观结构,(QdlRct)对应电极/溶液体系的电化学特征,(QfRf)反映了涂层内表面/钛基体之间的物理阻抗。在阳极失效前后,Qdl和Rct没有发生突变,而Qf和Rf发生了突变,EIS谱图上发生明显的变化。SEM和EPMA分析表明,失活后表面还有一定的活性组分存在。阳极失活的主要原因是在钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层,而阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落不是阳极失活的主要原因,但对生成不导电TiO2有促进作用。

金属阳极涂层次品的处理和再生

自从H.Beer发明钌钛涂层不溶性金属阳极以来~[1],给电化学工业带来了巨大的变革。我国从70年代开始研究这种技术后^([2.3])钛在电化学工业方面得到了迅速推广和应用。目前氯碱生产中使用的阳极绝大部分都是不溶性金属阳极,取得了良好的经济效益和社会效益。

贵金属阳极在三相分离器阴极保护中的应用

将外加电流阴极保护用于三相分离器内壁防腐保护,存在导线电缆接口密封、电缆耐油性、电极选择和辅助阳极选择等问题。经研究和试验,筛选了以铂钛为主并加少量铌的稀贵金属作阳极,并对其制作工艺中温度、铂钛比例、粘接材料、镀层方法和焙烧条件等进行了研究,开发了体积小、寿命长和排流量大的稀贵金属辅助阳极;由试验优选了Ag/AgCl参比电极,改进了制作技术,提高了耐高矿化度和耐油性能;优选了耐油电缆,设计了可耐压0.5MPa的电缆接口技术,满足了现场对技术实施条件的要求。

含稀土化合物的金属阳极涂层研究（Ⅱ）

介绍在金属阳极钌钛涂层中掺杂少量稀土配合物的十二种新涂层。其中掺杂Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｔｂ甘氨酸配合物的涂层不仅具有与钌钛涂层相同的析氯电位，而且还具有较高的析氧电位和较好的抗氧腐蚀性能。

用于水体中有机污染物电催化降解的非贵金属氧化物阳极的研究进展

电催化氧化降解有机污染物是一种行之有效的水处理方法,高性能阳极材料是实现其功效的关键.利用在钛基体上涂覆铅系、锡系、锰系等非贵金属氧化物可方便制备出涂层阳极,同时可借助多样化的表面涂覆与改性技术来开发稳定性与催化活性均优异的阳极,极具发展前景.从基材加工、中间层结构优化及表面改性角度综述了非贵金属氧化物阳极稳定性优化技术手段;并从表面增效、作用区域扩大角度对其催化活性提升方法进行归纳,述评了涂层阳极改性机制;最后指出了非贵金属氧化物涂层阳极发展中进一步努力的方向,以期推动电催化氧化阳极发展及其在水处理中的应用.