申请/专利权人：桂林理工大学

申请日：2018-12-10

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN109306502B

主分类号：C25C1/10(20060101)

分类号：C25C1/10(20060101);C25C7/06(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2019.03.05#实质审查的生效;2019.02.05#公开

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0.01~1.0gL，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。

主权项：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NH42SO4100~130gL、Mn2+离子15~20gL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0.01~1.0gL，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300mL；（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6.0cm，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200~500Am2，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。

全文数据：一种锰电解液添加剂及其使用方法技术领域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。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。硫氰酸盐锰电解液添加剂的使用方法具体步骤为：1用市售分析纯化学试剂配制常规锰电解底液具体为：含NH42SO4100～130gL、Mn2+离子15～20gL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0.01～1.0gL，即得到硫氰酸盐锰电解液。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300mL。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6.0cm，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200～500Am2，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。电流效率的计算公式如下：η＝[mt-m0qAIct]×100％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1.025gAh；Ic为电流密度，单位Am2；A为阴极的面积，单位m2；t为电解时间，单位h。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。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。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。附图说明图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。图2本发明实施例2电解锰片的扫描电子显微镜SRM照片。图3本发明实施例2电解锰片的X-射线衍射谱图XRD。具体实施方式实施例1：1将0.075g硫氰酸钾KSCN溶解于500mL预先配制的含50gNH42SO4和30.8gMnSO4·H2O的水溶液中，用2.0moLL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。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300mL。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6.0cm，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363.6Am2，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3.5565g、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。实施例2：1将0.3g硫氰酸铵NH4SCN溶解于500mL预先配制的含50gNH42SO4和30.8gMnSO4·H2O的水溶液中，用2.0moLL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。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。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6.0cm，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400Am2，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3.5796g、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。

权利要求：1.一种锰电解液添加剂，其特征在于以硫氰酸盐作为锰电解液添加剂；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。2.根据权利要求1所述的硫氰酸盐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NH42SO4100～130gL、Mn2+离子15～20gL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0.01～1.0gL，即得到硫氰酸盐锰电解液；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300mL；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6.0cm，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200～500Am2，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。

百度查询： 桂林理工大学 一种锰电解液添加剂及其使用方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD