電解苛化碳分液用長效氧陰極的研究設計.pdf

1、將氧陰極應用于堿溶碳分法生產(chǎn)氧化鋁新工藝中的電解再生工序，能有效降低膜電解碳酸鈉的槽電壓，減少生產(chǎn)氧化鋁的能耗?；趯Φ湫褪惺垩蹶帢O的分析表征與性能評價，設計選用銀系催化劑作為電解苛化碳分液用氧陰極的首選催化材料進行重點研發(fā)，選用鎳系鉑系催化劑及二氧化錳催化劑作為參選催化材料進行對比研究，并籍此設定了對電解苛化碳分液用氧陰極性能進行研究測評的基本實驗參數(shù)、條件及技術指標：以鈦涂釕電極為陽極，陽極液為1.7mol/L左右的碳酸鈉溶液，陰極

2、液6.5mol/L左右的氫氧化鈉溶液，陰極區(qū)與陽極區(qū)采用陽離子膜隔開，氧氣壓力在8KPa與25KPa之間，電解溫度在75℃以下，電流密度1000A/m2左右，槽電壓低于1.75V，比采用普通陰極時的槽電壓降低0.8V以上。
　　 進行石墨型氧陰極的研究結果表明，當其氣體擴散層組成為石墨∶活性炭∶PTFE∶NH4NO3=4∶1:3∶3，催化層組成為氧化銀∶活性炭∶石墨∶PTFE=4∶1:4∶1時，石墨型氧陰極表現(xiàn)出了較好性能，在電

3、極電位為-0.42V(相對于氧化汞參比電極)時的陰極電流密度可達1000A/m2，將它用作電解苛化碳分液的陰極時的槽電壓可達到2.1～2.3V的較低水平。此外，氣體擴散層的制作工藝對石墨型氧陰極的催化活性也有顯著的影響，向石墨型氧陰極催化層中添加適量的MnO2也可以明顯提高石墨型氧陰極的氧還原速率。
　　 針對電解行業(yè)對大尺寸電極使用壽命及機械性能要求較高的情況，開展了纖維氈型氧陰極的研究設計。初步優(yōu)選出的Ni纖維鍍Pt電極與N

4、i纖維電極相比具有較高的氧還原催化活性，當電流密度小于300 A/m2時，Ni-Pt纖維電極的陰極過電位比Ni纖維氈電極要低0.35V左右，并具有較好的穩(wěn)定性。
　　 分別采用電化學還原沉積法和水合肼還原法制備出了高活性的Ag/C電極。研究表明，在電化學沉淀制備Ag/C電極時，將電沉積電量控制在2.0C左右，還原電位控制在-0.7V--0.8V之間，所制得的Ag/C電極在70℃陰極液中的電極電位為-0.4V(相對氧化汞參比電極)