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一种锰电解液添加剂及其使用方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2018-12-10
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-03-05
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-11-24
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2038-12-10
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201811506743.0 申请日 2018-12-10
公开/公告号 CN109306502B 公开/公告日 2020-11-24
授权日 2020-11-24 预估到期日 2038-12-10
申请年 2018年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 C25C1/10C25C7/06 主分类号 C25C1/10
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 桂林理工大学 当前专利权人 桂林理工大学
发明人 杨建文、赵绚、梁宁、李其军 第一发明人 杨建文
地址 广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号 邮编 541004
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 广西壮族自治区 申请人所在市 广西壮族自治区桂林市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开了一种锰电解液添加剂及其使用方法。在常规锰电解底液(不含硒)中加入硫氰酸盐至SCN‑的质量百分比含量为0.01~1.0 g/L,在隔膜电解槽中进行电解,得到表面平整、结晶良好、纯度达99.9%的α‑Mn晶型金属锰片,电解电流效率达70%以上。本发明提供的硫氰酸盐添加剂具有廉价、用量少、产品纯度高、电流效率高等优点,有望替代现有二氧化硒、二氧化硫等添加剂方案,因而具有较大的应用推广价值。
  • 摘要附图
    一种锰电解液添加剂及其使用方法
  • 说明书附图:图1
    一种锰电解液添加剂及其使用方法
  • 说明书附图:图2
    一种锰电解液添加剂及其使用方法
  • 说明书附图:图3
    一种锰电解液添加剂及其使用方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-11-24 授权
2 2019-03-05 实质审查的生效 IPC(主分类): C25C 1/10 专利申请号: 201811506743.0 申请日: 2018.12.10
3 2019-02-05 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种锰电解液添加剂的使用方法,其特征在于具体步骤为:
(1)用市售分析纯化学试剂配制常规锰电解底液即含(NH4)2SO4 100~130 g/L、Mn2+离子
15 20 g/L的水溶液,其pH值为7 8.4,温度为35 45 ℃,加入硫氰酸盐至SCN-离子的质量含~ ~ ~
量为0.01 1.0 g/L,即得到含硫氰酸盐添加剂的锰电解液;
~
(2)阳极采用10 20.0cm×6.0cm的氧化钌涂层钛片,阴极采用10 20.0cm×3.0cm的316~ ~
型不锈钢片;电解槽为两室隔膜电解槽,阴、阳极两室有效容积均为300 mL;
(3)将步骤(1)所得硫氰酸盐锰电解液等量分别倒入步骤(2)电解槽阴、阳室内并水浴加热至35 ℃,将阴、阳极片等深度浸入电解液中,极间距为6.0 cm,阴、阳极有效电解面积比为1:2,水浴保温,接通直流电源,调节阴极电流密度至200 500 A/m2,电解2小时,断开电~
源,取出阴极片,浸入质量百分比含量为3 % 的重铬酸钾水溶液中钝化3分钟,取出并用自来水冲洗,置于80 ℃ 烘箱中干燥30 60分钟,得到电解金属锰片;
~
所述硫氰酸盐为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸镁、硫氰酸锰和硫氰酸锌中的一种或多种。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属锰电解液添加剂,特别是涉及到一种不含硒和二氧化硫的锰电解液添加剂及其使用方法。

背景技术

[0002] 电解金属锰时,为了抑制氢气析出,提高电流效率,促进稳定晶型α-Mn 的生成,获得表面光亮致密的表面,通常需要在电解液中加入二氧化硒、二氧化硫等添加剂。由于硒资源稀少,价格昂贵,对生产工人和环境毒性大,并且会电沉积进入电解锰中影响产品纯度;而二氧化硫添加剂极易导致产品中的硫含量超标和电流效率较低。因此,不含硒或二氧化硫的环保型添加剂得到了大量研究,如硼酸、次磷酸钠、硼化氢、锌离子等无机添加剂,羟胺盐、羧酸、阿拉伯胶、聚丙烯酰胺、乙二胺、酚等有机添加剂。但是,目前还没有一种添加剂能够完全取代二氧化硒或二氧化硫用作电解锰添加剂。中国是电解锰生产大国,目前行业内正在推行低硒、二氧化硫等添加剂工艺,但仍然存在添加剂组成比较复杂,工艺运行不稳定,电流效率较低等问题。因此,研究开发新型锰电解液添加剂对我国锰冶金工业具有重要现实意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种不含硒、非二氧化硫型锰电解液添加剂及其使用方法。
[0004] 本发明以硫氰酸盐作为锰电解液唯一添加剂,而不使用含硒、二氧化硫或其他已被研究报道过的锰电解液添加剂。
[0005] 硫氰酸盐锰电解液添加剂的使用方法具体步骤为:
[0006] (1)用市售分析纯化学试剂配制常规锰电解底液(具体为:含(NH4)2SO4 100~130g/L、Mn2+离子15~20g/L的水溶液,其pH值为7~8.4,温度为35~45℃),加入硫氰酸盐至SCN-离子的质量含量为0.01~1.0g/L,即得到硫氰酸盐锰电解液。
[0007] (2)阳极采用10~20.0cm×6.0cm的氧化钌涂层钛片,阴极采用 10~20.0cm×3.0cm的316型不锈钢片;电解槽为两室隔膜电解槽,阴、阳极两室有效容积均为300mL。
[0008] (3)将步骤(1)所得硫氰酸盐锰电解液等量分别倒入步骤(2)电解槽阴、阳室内并水浴加热至35℃,将阴、阳极片等深度浸入电解液中,极间距为6.0 cm,阴、阳极有效电解面积比为1︰2,水浴保温,接通直流电源,调节阴极电流密度至200~500A/m2,电解2小时,断开电源,取出阴极片,浸入质量百分比含量为3%的重铬酸钾水溶液中钝化3分钟,取出并用自来水冲洗,置于80 ℃烘箱中干燥30~60分钟,得到电解金属锰片。
[0009] 电流效率的计算公式如下:
[0010] η=[(mt-m0)/(qAIct)]×100%
[0011] 其中,η为电流效率;m0、mt分别为电解前、后阴极的质量,单位g;q为金属锰的电化学当量1.025g/(Ah);Ic为电流密度,单位A/m2;A为阴极的面积,单位m2;t为电解时间,单位h。
[0012] 所述硫氰酸盐为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸镁、硫氰酸锰和硫氰酸锌中的一种或多种。
[0013] 所述SCN-离子是由硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸镁、硫氰酸锰、硫氰酸锌中的一种或多种溶解于电解液中所产生。
[0014] 采用硫氰酸盐作为添加剂,电解锰的电流效率可达70%以上。电沉积得到的金属锰片为α-Mn晶型,Mn的质量比含量达99.9%,其表面平整、光泽度好、晶体生长规整。本发明提供的硫氰酸盐添加剂具有廉价、用量少、产品纯度高、电流效率高等特性,有望替代现有二氧化硒、二氧化硫等添加剂方案,具有较大的应用推广价值。

实施方案

[0018] 实施例1:
[0019] (1)将0.075g硫氰酸钾(KSCN)溶解于500mL预先配制的含50g (NH4)2SO4和30.8g MnSO4·H2O的水溶液中,用2.0moL/L稀硫酸和市售分析纯氨水调节pH至8.0,得到硫氰酸钾锰电解液。
[0020] (2)阳极采用10.0cm×6.0cm的氧化钌涂层钛片,阴极采用10.0cm×3.0cm 的316型不锈钢片;电解槽为两室隔膜电解槽,阴、阳极两室有效容积均为300 mL。
[0021] (3)将步骤(1)所得硫氰酸钾锰电解液等量分别倒入步骤(2)电解槽阴、阳室内并水浴加热至35℃,将阴、阳极片等深度浸入电解液中,极间距为6.0 cm,阴、阳极有效电解面积比为1︰2,水浴保温,接通直流电源,调节阴极电流密度至363.6A/m2,电解2小时,断开电源,取出阴极片,浸入质量百分比含量为3%的重铬酸钾水溶液中钝化3分钟,取出并用自来水冲洗,置于80℃烘箱中干燥60分钟,得到电解金属锰片。阴极片电解前、后的质量分别为3.5565 g、4.4700g,锰片的纯度达99.9%(质量比)以上,计算得到电解金属锰的电流效率为74.3%。锰片表面平整、光洁、晶体生长规整,锰结晶颗粒分布较均匀,其表面数码相机照片(a)和显微硬度仪照片(b)参见附图1。
[0022] 实施例2:
[0023] (1)将0.3g硫氰酸铵(NH4SCN)溶解于500mL预先配制的含50g (NH4)2SO4和30.8g MnSO4·H2O的水溶液中,用2.0moL/L稀硫酸和市售分析纯氨水调节pH至8.0,得到硫氰酸铵锰电解液。
[0024] (2)阳极采用20cm×6.0cm的氧化钌涂层钛片,阴极采用20cm×3.0cm的 316型不锈钢片;电解槽为两室隔膜电解槽,阴、阳极两室有效容积均为300mL。
[0025] (3)将步骤(1)所得硫氰酸铵锰电解液等量分别倒入步骤(2)电解槽阴、阳室内并水浴加热至35℃,将阴、阳极片等深度浸入电解液中,极间距为6.0 cm,阴、阳极有效电解面积比为1︰2,水浴保温,接通直流电源,调节阴极电流密度至400A/m2,电解2小时,断开电源,取出阴极片,浸入质量百分比含量为3%的重铬酸钾水溶液中钝化3分钟,取出并用自来水冲洗,置于80℃烘箱中干燥60分钟,得到电解金属锰片。阴极片电解前、后的质量分别为3.5796 g、4.4739g,锰片的纯度达99.9%(质量比)以上,计算得到电解金属锰的电流效率为72.7%。金属锰片为稳定的α-Mn晶型,无杂质相,其表面致密、晶体生长良好,其表面扫描电子显微镜(SEM)照片参见图2,其X-射线衍射谱(XRD) 参见图3。

附图说明

[0015] 图1本发明实施例1电解锰片的表面照片,其中(a)为数码照片,(b)为光学显微硬度仪照片(40倍)。
[0016] 图2本发明实施例2电解锰片的扫描电子显微镜(SE M)照片。
[0017] 图3本发明实施例2电解锰片的X-射线衍射谱图(XRD)。
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