电解铝CO_(2)资源化利用的隔膜电解池的设计

将工业废气中的CO_(2)转化为高值化学品,创造经济效益,是CO_(2)高排放行业迫切需要解决的重大现实问题。然而,由于缺乏工业适用的电化学反应装置,研究工作一直未取得实质性突破。针对上述问题,提出了一种新型隔膜电解池,可以在阴极上将CO_(2)电还原为CO,在阳极上将HCl氧化成Cl_2,所得CO、Cl_2用于合成光气。通过这种方法,不仅可以实现CO_(2)减排,还可以解决含HCl工业废气综合利用问题。为了提高电解CO_(2)制CO的效率,采用无氰电镀法制备了三维流通型Ag/Cu多孔修饰电极,通过提高电极比表面积,增加活性位点,将阴极电流密度提高至46.3 mA/cm^(2),生成CO的法拉第效率稳定在92.52%。本项研究在电能储存和CO_(2)减排领域具有重要理论研究价值和工程应用前景。

NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

隔膜电解耦合Fe-C异相催化Fenton预处理熄焦废水工艺研究

采用隔膜电解耦合Fe-C异相催化Fenton预处理熄焦废水,隔膜电解酸化效率、碱化效率由高到低顺序分别依次为阴膜阳室>阳膜阳室>石棉隔膜阳室和阳膜阴室>阴膜阴室>石棉隔膜阴室,但离子膜在强氧化环境中寿命短,故采用石棉隔膜,隔膜电解和药剂调节pH值成本分别为12.33,4.70元/t,但前者比后者出水TDS浓度降低27.69%。Fe-C异相催化Fenton最优实验条件:pH值为3,Fe-C投加量为800 g/L,曝气量为3 L/min,H_(2)O_(2)投加量为6 mL/L,时间为90 min,干化铁泥产量比传统Fenton低18.75%~30.75%,节约成本4.20~7.49元/t,可有效避免Fenton药剂用量大、铁泥产量大和出水TDS浓度高的问题。

水溶液隔膜电解除铁

在用高铝粉煤灰盐酸法制备氧化铝的过程中,粉煤灰中的铁会随酸性浸出液进入氯化铝溶液.为了低成本降低氯化铝溶液中铁杂质的质量分数,提出了在水溶液中电解除铁的方法.除铁实验中使用双室隔膜电解槽,对初始条件为pH值2.0,Fe^(2+)质量分数0.25%的FeCl_(2)溶液进行循环电解,研究了几种常见金属阴极板上单质铁的析出效果.结果表明:使用钛、铁、锡、铜、铅5种金属电极均可在5 h电解后达到90%的除铁率,溶液中亚铁离子的质量分数降低至小于0.03%.

隔膜电解还原法制备四价铀的研究

研究了在ＵＯ２（ＮＯ３）２－ＨＮＯ３－Ｎ２Ｈ５ＮＯ３体系中，采用阳离子交换膜作隔膜、钛板为阴极、镀铂钛网为阳极的电解还原制备四价铀的方法。探讨了阴极电位、电流密度、硝酸浓度、肼浓度、Ｕ（Ⅵ）浓度、温度等对Ｕ（Ⅵ）的电解还原的影响。在最佳工艺条件下，可定量将Ｕ（Ⅵ）还原，制备得到四价铀浓度大于１５０ｇ／Ｌ的溶液。

无隔膜电解槽中苯的直接电氧化

在无隔膜电解槽中，以苯为原料，硫酸为支持电解质，二氧化铅为阳极，石墨为阴极，直接电氧化合成对苯醌，并对其影响因素进行研究.

单室无隔膜电解槽中恒电流电解合成丁二酸的研究

旨在寻找和研制电还原顺丁烯二酸制备丁二酸中高活性、高选择性的电极材料,采用自行研制的不锈钢(Stainlesssteel,SS)载表面合金电催化材料(Surface alloy/SS)作为工作电极,利用CV研究了其在常温常压、不同电流密度和支持电解质等条件下顺丁烯二酸电合成丁二酸中的性能,通过离子色谱电导检测等技术对电合成产物进行检测分析.结果表明:Surface alloy/SS电极对顺丁烯二酸的加氢还原表现出很高的电催化活性;对产物丁二酸的选择性高;优化的电解条件为:电流密度27.68 mA·cm-2,0.1 mol·L-1硫酸作为支持电解质.

隔膜电解法回收利用电厂锅炉EDTA清洗废水研究

以涂Ir/Sn钛网板作阳极,以不锈钢网板作阴极,采用隔膜电解法处理电厂锅炉EDTA清洗废水。实验结果表明,电流、阴极电解液初始pH值和Fe/EDTA摩尔比对粉末铁析出速率影响较大,粉末铁电解析出的适宜条件是电解电流为1.0 A、阴极电解液初始pH值为5.6、阴极电解液Fe/EDTA摩尔比足够高。采用隔膜电解结合反渗透膜系统处理电厂锅炉EDTA清洗废水,可同时高效回收纳米级粉末铁和EDTA。

金铜矿氯化浸出隔膜电解新工艺

采用FeCl3和CuCl2直接浸出金铜矿,铜主要以氯化亚铜形式溶解,硫变成硫磺,浸出率可达95%～99%.浸出液采用隔膜电解方法产出阴极铜.阴极电解后液返到阳极区氧化再生成FeCl3和CuCl2,可返回浸出系统循环使用,浸出渣提取金银.研究结果表明,该工艺过程简单,投资少,电耗低,可综合提取金、银、铜、硫等有价元素,有利于多金属的综合利用,劳动条件好,环境友好.

隔膜电解体系内苯酚降解效果的研究

制备了碳、聚四氟乙烯质量比为4:1的C/PTFE气体扩散电极,并将其作为阴极与Ti/RuO2阳极构成电解槽,在阴阳极之间放置纯棉隔膜,在0 1mol/LNa2SO4溶液中电解20分钟,阴极室HO2-浓度为56mg/L.将隔膜电解槽应用于苯酚的电催化氧化,研究了阴、阳极协同作用电催化氧化降解水中苯酚的效果.实验结果表明,在电解反应初期,苯酚去除效率及COD和TOC的去除率随着电解时间的增加而增大,电解80分钟后,三者的变化趋势减缓,电解100分钟后,阴极室、阳极室苯酚的去除率分别为92%、97%;阴、阳极室COD去除率分别达到86%、70%;TOC去除率分别达到84%、68%.阴极室内,氧在阴极还原生成的碱性过氧化氢(HO2-)导致苯酚的矿化效果优于阳极的氧化作用.

无隔膜电解法制取丁二酸

研究出无隔膜电解法生产丁二酸的新工艺，在不降低电解收率和产品质量的前提下，摒弃了传统的阳离子交换膜，大大降低了生产投资，简化了工艺流程及设备结构，并且无“三废”排放．

煤的电化学脱硫研究(Ⅲ)——碱性有隔膜电解体系

以山家林精洗煤为原料,着重考察了碱性有隔膜电解体系中的电化学脱硫规律,并对影响因素进行了初步探讨。试验研究表明碱性有隔膜体系中煤脱硫过程包括电化学氧化、化学氧化及溶解脱硫过程,其脱硫效果及规律与无隔膜体系相似,对煤质的影响较酸性体系小。

隔膜电解法处理草浆黑液

进行了隔膜电解法处理草浆黑液的可行性实验研究 .隔膜电解法实验采用铸铁作牺牲阳极 ,石墨作阴极 ,多孔性的滤过式隔膜将阳极区与阴极区分开 ;阳极及其附近有铁的氧化与水解反应 ,碱木素的取代反应 ;阴极有析氢反应 ;水分子和钠离子在势场力作用下透过隔膜从阳极区进入阴极区 ,碱木素分子被隔离在阳极区 ;阳极区不断加入黑液 ,取走木素沉淀 ,阴极区不断取走回收碱液 ,从而实现碱液与木素的分离 .在电流为 1A、电压为 8V及室温条件下电解 12h ,阳极区黑液的色度、悬浮物及COD的去除率分别为 6 6 .4% ,75 .3%和 94% ,碱回收率达到 94%以上 .实验结果表明 ,作为一种处理黑液的碱回收技术 ,隔膜电解法处理草浆黑液比较容易直接嫁接到制浆工艺中 。

有隔膜电解槽中苯的间接电氧化

在有隔膜电解槽中 ,Cu2 +离子为电解媒质 ,铂作阳极 ,石墨为阴极 ,对苯的间接电氧化进行了研究。结果表明 ,苯的间接电氧化产物受pH、硫酸铜浓度、通氧速度等因素的影响。在pH 1 3、硫酸铜浓度 1 0 0mmol/L和通氧速度 5ml/min时 ,主要产物是苯酚 ;在pH 3 5、硫酸铜浓度 5mmol/L和通氧速度 1 0ml/min时 ,主要产物是对苯二酚。

隔膜电解制备Mn^(3+)的研究

对电解媒质ＭｎＳＯ４在有隔膜条件下电解制备Ｍｎ３＋过程进行了研究。结果表明，无论均相还是非均相隔膜电解，在常温２０℃、４０％Ｈ２ＳＯ４介质中，当电流密度、ＭｎＳＯ４浓度、电解时间在很宽的范围变动时，电流效率保持很高，至少在８５％以上。

无隔膜电解槽中对苯醌电合成的研究

在无隔膜电解槽中 ,以 Cu2 +离子为电解媒质 ,铜板作阳极 ,石墨作阴极 ,对苯的间接电氧化进行研究 .实验结果表明 。

隔膜电解及SiO_2吸附处理含铬废水的研究

利用隔膜电解的方法对含铬废水的净化处理作了研究。结果表明:电解时工作电压为4.8V时,含铬废水中的Cr3+定向迁移至阴极(修饰电极)表面,在pH=8.0时转化为Cr(OH)3沉淀,经酸化处理制得Cr2(SO4)3产品;在阳极所得的回收水,用Ba(OH)2沉淀其中的SO42-,使水质净化后循环利用,使含铬废水达零排放。

隔膜电解槽纳米活性阴极的开发与应用

介绍了氯碱工业隔膜电解槽活性阴极的开发研究背景、研究意义和研究现状。通过电沉积法制备了纳米晶Ni-X合金电极,阴极极化过电位较碳钢电极低约160 mV(i=500 A/m2时),性能稳定,抗反向电流及耐蚀性好。由正交实验考察了镀液组成、镀液温度及pH值对电极催化活性的影响,确定了最佳工艺条件,并进行了中试和生产实验。

隔膜电解法处理EDTA废水技术综述及其应用前景

介绍了隔膜电解法处理EDTA废水技术的试验装置及机理,综述了金属析出的选择性、金属回收率及电流效率的影响因素,探讨了隔膜电解法处理EDTA清洗废水技术在国内的应用前景.

无隔膜电解氧化Mn^(2+)/Mn^(3+)电流效率的研究

在有机电解合成工业中 ,硫酸介质中的 Mn2 + /Mn3+ 是最常用的氧化媒质 .采用无隔膜电解槽 ,设备简单容易操作 ,有利于有机电解合成的工业化进程 .研究电解电流密度、电极间距、温度以及超声波等各种因素对电解电流效率的影响 .实验结果表明电流密度如果控制在 80 0 A/m2 左右 ,温度选取 3 5～ 4