电解用高活性二氧化铅阳极的制备技术的制作方法

文档序号:27840473发布日期:2021-12-08 01:27阅读:681来源:国知局

1.用于染料、焰火、合成橡胶、高压避雷器、高氯酸钾、碘酸盐、溴酸盐、过氧化氢、卤仿、氯气、异丁酸、高纯水的制造,还用作硫化橡胶的硫化剂,也可用于电镀、冶炼、废水处理、阴极防腐、蓄电储能。


背景技术:

2.国内没有能制造实用高效经济的二氧化铅阳极的技术,相关领域用的是金属铂;日本有在1944-1945年制出无基体二氧化铅电极的记载,但详细过程无人知晓。


技术实现要素:

3.以硝酸溶液作电解质溶液,铁(或钢)和铅作电极,通过电解来制取二氧化铅阳极或其它形态的二氧化铅,就是本发明的核心,下面介绍实验制作过程。
4.实验材料:4毫米粗15厘米长的铅丝1根、4毫米粗1米长的铅丝1根、4毫米粗15厘米长的退火软铁丝1根、浓度20%硝酸溶液200毫升、输出电压0-10伏可调的可控硅开关电源1台、高10厘米直径6厘米的聚苯乙烯(pp)圆柱形塑料瓶1个、5米长1800瓦的纯铜双绞线导电线、自来水,pp小盒子5个,硫酸钠1瓶、氯化钠1瓶、磷酸钠1瓶、氢氧化钠1瓶。
5.实验步骤:

在pp塑料瓶里倒入100毫升硝酸溶液,再倒入100毫升自来水,配成10%的硝酸溶液。

把15厘米长的铅丝通过导线接到开关电源的负极,把1米长的铅丝通过导线接到开关电源的正极,把正负的铅丝都垂直的放入pp塑料瓶中,正负极之间的距离控制在5-6厘米。

把软铁丝也通过导线接到开关电源的正极,放在pp塑料瓶外待用。

接通电源,给溶液通电,待硝酸溶液变得相当混浊后,取出开关电源正极的铅丝【也可以不取出】,再把铁丝电极放入溶液中,继续通电【由于是安全电压,操作时可断电,也可不断电】。

待溶液再次变得澄清时,从pp塑料瓶中移出铁丝电极,让铅丝阳极继续通电工作,当溶液再次变混浊时,又把铁丝电极放入pp塑料瓶中,如此反复3次。

把铁丝电极倒过来,原来接到开关电源的一端放入溶液,原来放入溶液的一端接到开关电源的正极,再按照



的程序操作,也反复3次。

移出铁丝电极,把它依次放入配制好的硫酸钠溶液、磷酸钠溶液、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液中,并接到开关电源正极【负极材料随便】,分别通电30分钟。
6.实验现象:

阳极铅丝不断溶解,铅丝上面无气体生成

阴极铅丝在通电初期,会有大量气体生成;通电中期,会有铅生成,气体的量很少;通电后期,又有大量的气体生成,同时生成的铅与铅丝阴极脱离接触,由于阴极阳极隔的距离较短,脱离的铅与阳极铅丝接触重新溶解,脱离的铅与溶液的反应极慢

单独用铅作阳极时,随着通电的进行,溶液由澄清变得混浊;换成铁丝作阳极后,溶液又由混浊逐渐变得澄清

铁丝阳极表面会生成一层与铁丝紧密接触的黑色物质,随着通电时间的增加会越来越厚

把电解处理过的阳极铁丝接入开关电源的正极作阳极,先后移到硫酸钠溶液、磷酸钠溶液、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液中,通电时,铁丝阳极的物理化学状态非常稳定,同时上面会生成大量的气体

在整个过程中,很低的电压,都会产生很大的电流

在整个过程中,都没有棕色的气体生成。
7.实验总结:

铁丝阳极上生成了二氧化铅

此二氧化铅的导电能力特别强

此二氧化铅与铁丝的接触十分紧密

此二氧化铅致密紧固

此二氧化铅可以在含有各种阴离子的水溶液中作阳极使用

此二氧化铅可以把基体完全包裹起来,从而成为“纯”的二氧化铅阳极

可以做成各种形状、各种大小尺寸的阳极

金属铅氧化成二氧化铅的速度快、效率高

制作过程中,不产生一氧化氮、二氧化氮和其它有害气体,非常环保

由于使用的硝酸浓度不高,硝酸本身不易挥发

制作需要的材料丰富,价格便宜。
8.具体实施:随溶液浓度和化学成分的不同,生成的二氧化铅的物理性质也不一样。㈠硝酸的浓度极低,大约5%以下,得到的是屑状的二氧化铅,也就是α-pbo2,该二氧化铅不导电㈡溶液中如果包含硝酸和硝酸铅两种成分,浓度也较高,就会生成粉末状二氧化铅,该二氧化铅是β-pbo2,有一定的导电性㈢如果得到的硝酸铅浓度高,溶液中也不含硝酸成分,既得到高活性的固体二氧化铅。


技术特征:
1.用铁(或钢)、铅、水、硝酸作原料,采用电解的方法,制取不导电的屑状二氧化铅的技术。2.用铁(或钢)、铅、水、硝酸作原料,采用电解的方法,制取导电的粉末状二氧化铅的技术。3.用铁(或钢)、铅、水、硝酸作原料,采用电解的方法,制取高活性二氧化铅阳极的技术。4.用铁(或钢)、铅、水、各种含铅元素的化合物或混合物、硝酸作原料,采用电解的方法,制取二氧化铅的技术。

技术总结
电解用高活性二氧化铅阳极的制备技术。当下电解中使用的惰性阳极材料,局限性太大。铂金费用太高;石墨强度小,耐蚀性差;铅合金阳极耐蚀性差,电催化性能低,电力消耗大;二氧化铅阳极由钛基体、底层、表面活性层三大部分组成,底层是各种贵金属的氧化物,表面活性层也含有两种导电能力不同的二氧化铅,这就使得二氧化铅阳极还有不经济、导电差、寿命短的缺点。本技术中所得二氧化铅阳极,只有高活性的二氧化铅和基体,而基体就是普通的铁或常用的钢,这样制得的二氧化铅阳极,具有致密、坚固、均匀、导电好、耐蚀性好、可通过大电流的特点,而适合所有水溶液的电解、电镀、电合成、电加热,是此阳极最大的亮点。极最大的亮点。


技术研发人员:冯建成
受保护的技术使用者:冯建成
技术研发日:2021.10.14
技术公布日:2021/12/7
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