『壹』 標題 電鍍要防止析氫危害,那麼提高析氫時過電位措施有哪些
解決的辦法有兩個：
一個是利用電鍍添加劑，調整電極電位，提高電鍍的效率。
二是在電鍍時添加表面活性劑，使析出的氫快速離開陰極表面，如在電鍍鎳時添加十二烷基硫酸鈉。
析氫對電鍍的影響:析氫在電鍍過程中，幾乎是不可避免的。析出的氫滲入鍍層和基體金屬產生氫脆，影響零件的機械性能。如果析出的氫以氣泡形式停留在零件表面，則會造成鍍層的孔隙和麻點。消除的方法:加入氧化劑、濕潤劑及鍍後除氫處理等。有機雜質的存在對氫有吸附作用，使氫氣泡滯留在陰極表面不易逸出，則更易出現針孔和麻點。
加強鍍液攪拌，對減少氫氣在鍍件上滯留會有一定的作用。
『貳』 如何提高電解錳漿液的固液分離效率
電解金屬錳生產工藝流程主要分兩個階段：
(1)制備電解溶液。採用錳礦粉與無機酸反應，加熱製取錳鹽溶液，同時向溶液中加入銨鹽作緩沖劑，用加氧化劑氧化中和的方法除去鐵，加硫化凈化劑除去重金屬，然後過濾分離，在溶液中加入電解添加劑作為電解溶液。目前工業生產廣泛採用硫酸浸錳方法製取電解液，用氯化錳鹽溶液電解製取金屬錳的方法還未形成規模性生產。
製取硫酸錳所用的錳礦粉分菱錳礦和軟錳礦兩種。用菱錳礦粉製取硫酸錳的主要化學反應為：
MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O
用軟錳礦製取硫酸錳，先要對軟錳礦進行還原焙燒，還原成一氧化錳，然後用硫酸浸取，其主要化學反應為：
MnO+H2SO4→MnSO4+H2O
(2)電解操作過程。向隔模電解槽注入含硫酸銨的硫酸錳水溶電解液，接通直流電，產生電析作用，在陰極板上析出金屬錳，陽極板析出氧氣；周期性地更換陰極板，對電析產物進行鈍化、水洗、烘乾、剝離等處理，獲得金屬錳產品。
陰極板上的反應為：
Mn2++2e→Mn↓
陽極板上的反應為：
生產方法
原料技術條件
用硫酸錳作原料製取金屬錳，所需原料主要有錳礦粉、硫酸、硫酸銨、氧化劑、還原劑、添加劑等。
錳礦粉分菱錳礦和軟錳礦兩種：
(1)菱錳礦(MnCO3)，質量要求符合國家標准GB3714-83的1-4級。
(2)軟錳礦(MnO2)，質量要求符合國家標准GB3714-83的1-4級。
錳礦粉以錳含量高，雜質元素種類少、含量低為佳，特別是鐵和重金屬元素的含量要求盡可能低。
工業硫酸(H2SO4)質量指標應符合國家標准GB534-82。
硫酸銨［(NH4)2SO4］，質量指標應符合國家標准GB535-83。
液氨或氫氧化銨(NH3、NH4OH)質量指標應符合國家標准GB536-82(CO2含量不大於0.05g/L)。
還原劑用無煙煤粉，粒度 2mm以下，灰分小於14%。
凈化劑(用於沉澱重金屬)有：
(1)飽和(NH4)2S溶液；
(2)福美鈉［(CH3)2NCS2Na］簡稱SDD，含量大於88%；
(3)乙硫氮［(CH3CH2)2NCS2Na·3H2O］。
電解添加劑有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。
用菱錳礦製取硫酸錳溶液
菱錳礦粉含錳量應大於20%，鈣鎂含量宜盡量低，粒度小於0.125mm。在80-90℃條件下，以硫酸為溶劑，可將菱錳礦粉中的MnCO3轉化為硫酸錳。反應式為：
MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O
此反應是放熱反應，平衡常數隨溫度的升高而減少。
用軟錳礦製取硫酸錳溶液
軟錳礦的主要成分為MnO2，浸取前先在反射爐或沸騰人還原焙燒成MnO，所用錳粉粒度小於0.125mm，無煙煤粉粒度小於1mm，煤粉的配比為錳粉質量的0.16-0.18，焙燒溫度850-900℃，其綜合反應為：
2MnO2+C===2MnO+CO2↑+174.6kJ
焙燒還原率85%-92%，理想的還原率應依據錳粉的含鐵量確定，以滿足下道工序Fe2+的需要。焙燒後獲得的錳粉用稀硫酸浸取硫酸錳的反應為：
MnO+H2SO4===MnSO4+H2O
製取硫酸錳電解液的操作過程
錳粉的浸取包括兩個基本過程：吸咐化學反應過程和硫酸及反應產物的擴散過程。擴散速度對浸取反應起著極為重要的作用。影響擴散速度的主要因素有溫度、攪拌強度、礦粉粒度、硫酸濃度等。
實際生產中攪拌速度一般為40-70r/min，硫酸濃度一般在100-150g/L范圍內。
硫酸浸錳的操作過程：在酸浸罐中加入1/5體積的陽極液或回收廢錳渣，開動攪拌器，加入計算好的錳粉，慢慢放入計量的硫酸。再打開蒸汽閥加熱以加速反應，劇烈反應過後，再加入陽極液至4/5體積，繼續升溫到90℃。pH值2-3時，檢驗Fe2+濃度，酌量加入MnO2，以使Fe2+氧化成Fe3+，反應1.5-2小時，檢驗Fe2+是否完全氧化。反應為：
MnO2+2Fe2++4H+←→2Fe3++Mn2++2H2O
再用NH3或NH4OH調整pH值到6.5以上，進行Fe3+離子的水解。反應為：
Fe3++3OH-←→Fe(OH)3↓
Fe3++3H2O←→Fe(OH)3↓+3H+
檢驗Fe3+離子完全水解後，趁熱過濾。在濾液中檢測(NH4)2SO4與重金屬離子的含量後，酌量補加硫酸銨，滴入凈化劑，生成重金屬螯合物沉澱，靜置6小時以上，充分沉澱後，進行第二次壓濾，除去濾渣；再滴加電解添加劑，即成電解液。
固液分離是制液過程的重要環節，分離恰當，可減少浪費，保證溶液質量。我國現有工業生產廣泛採用橡膠板框壓濾機，設備結構簡單，易於操作，分離效果好，只是勞動強度較大。
硫酸錳電解液的技術要求如表1-2所示。
表1-2 硫酸錳電解液的技術要求
項目
Mn2+/(g/L)
(NH4)2SO4/(g/L)
pH
雜質的最大允許量/(mg/L)
Co
Ni
Cu
Fe
指標
36-40
110-130
6.5-7.0
0.5
1
5
15-20
原料：
用硫酸錳作原料製取金屬錳，所需原料主要有錳礦粉、硫酸、硫酸銨、氧化劑、還原劑、添加劑等。
錳礦粉分菱錳礦和軟錳礦兩種：
(1)菱錳礦(MnCO3)，質量要求符合國家標准GB3714-83的1-4級。
(2)軟錳礦(MnO2)，質量要求符合國家標准GB3714-83的1-4級。
錳礦粉以錳含量高，雜質元素種類少、含量低為佳，特別是鐵和重金屬元素的含量要求盡可能低。
工業硫酸(H2SO4)質量指標應符合國家標准GB534-82。
硫酸銨［(NH4)2SO4］，質量指標應符合國家標准GB535-83。
液氨或氫氧化銨(NH3、NH4OH)質量指標應符合國家標准GB536-82(CO2含量不大於0.05g/L)。
還原劑用無煙煤粉，粒度 2mm以下，灰分小於14%。
凈化劑(用於沉澱重金屬)有：
(1)飽和(NH4)2S溶液；
(2)福美鈉［(CH3)2NCS2Na］簡稱SDD，含量大於88%；
(3)乙硫氮［(CH3CH2)2NCS2Na·3H2O］。
電解添加劑有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。
工藝操作：
電解操作
電解槽
電解是在隔膜電解槽中進行的。電解遭由槽體、假底、隔模、蛇形鉛管、陰極和陽極等部分組成。
槽體為內襯聚氯乙烯塑料軟板的長方體。
假底為用杉木加工制的隔膜框座。隔膜框座下端就安放在假底的凹槽內。
隔膜由杉木製或聚氯乙烯制隔膜框外套隔膜袋構成。隔膜下部漏空，使假底下部與隔膜內的窨連通，構成陽極區；其餘區域為陰極區。
蛇形鉛管外徑φ25mm，材質PbSb或PbSb2；內通自來水，以降低槽液溫度。
陰極一般採用厚度1.5mm的1Cr18Ni9Ti不銹鋼板製作。
陽極採用鉛銻錫銀四元合金製成，陽極板的有效面積要求為陰極板有效面積的55%-60%，陽極板外形尺寸略小於陰極板(一般長度小2cm，寬度小於4cm)，必要時在陽極板上開柵孔。
電解條件
電解法生產金屬錳除對電解液有嚴格的技術要求外，還要嚴格控制電解條件，如電流密度、槽液錳含量、pH值、溫度、硫酸銨濃度、二氧化硒加入量等。
電解槽控制指標如表1-3所示。
表1-3 電解槽控制指標
序號
名稱
指標
備注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Mn2+(陰極房)/(g/L)
(NH4)2SO4/(g/L)
pH
溫度/℃
亞硒酸(以Se計)/(g/L)
陰極電流密度/(A/m2)
陽極電流密度/(A/m2)
槽電壓/V
同名極距/mm
電解周期/h
15-20
110-130
7-8.4
35-40
0.03-0.04
350-420
600-700
4.2-5.3
100左右
24
加入補充液
國外有48h、72h
最佳陰極電流密度為350-420A/m2，提高陽極電流密度可減少MnO2的沉積，提高陽極電流效率，通常陽極電流密度確定為陰極電流密度的1.7-2倍。
若陰極液中的Mn2+濃度過高，容易產生Mn(OH)2沉澱；若Mn2+濃度過低，則會由於嚴重的濃差極化作用而降低電流效率。生產中Mn2+離子濃度以15-20g/L為宜，當pH值、溫度較低時，Mn2+濃度可高一些；當pH值、溫度較高時，Mn2+濃度可低一些。
若陰極液的pH值過低，不利於抑制析氫反應，導致陰極電積錳的電流效率降低；若pH值過高，將導致Mn(OH)2沉澱，降低析氫過電位，降低電流效率，或使電解過程無法進行。工業生產中一般控制pH值在7.0-8.4的范圍內。
『叄』 使用裝飾鍍鉻添加劑生產時電流密度控制在多少合適呢
我們在鍍鉻生產時，電流密度的大小會影響鍍層的光亮度劑鍍層質量，一般在生產時可根據生產情況適當提高電流密度，但也不能超過允許的電流密度。當電流密度值超過允許的上限後，由於析氫多，在陰極附近鍍液的pH值升高，鍍鉻的電流效率會提高，而且鍍液的分散能力及覆蓋能力都會有所提高，鍍層的光亮度也在提高。
『肆』 2、析氫腐蝕的特點和控制途徑是什麼
以氫離子還原反應為過程的金屬腐蝕叫做析氫腐蝕。析氫過電位對腐蝕速度有很大影響。它屬於活化極化體系，去極化劑為帶電氫離子，遷移和擴散的能力都大；去極化劑濃度也大，在酸性溶 液中由氫離子放電；產物以氫氣泡逸出，電極表面溶液得到附加攪拌。其電極可以按照均相腐蝕電極處理，歐姆電阻可以忽略，只需要比較陰極反應和陽極反應的阻力。又由 於它屬於活化極化腐蝕體系，陽極反應都受活化極化控制。因此，比較電極反應的阻力，只需比較交換 電流密度就行了。
『伍』 為什麼電催化析氫、析氧反應的過電位要取電流密度為10mA/cm²的值
在潮濕的空氣中，鋼鐵表面會吸附一層薄薄的水膜。
如果這層水膜呈較強酸性時，H+得電子析出氫氣，這種電化學腐蝕稱為析氫腐蝕；如果這層水膜呈弱酸性或中性時，能溶解較多氧氣，此時O2得電子而析出OH—，這種電化學腐蝕稱為吸氧腐蝕，是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。析氫腐蝕吸氧腐蝕發生條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應2H++2e—=H2O2+4e—+2H2O=4OH—負極反應Fe—2e—=Fe2+2Fe—4e—=2Fe2+溶液pH升高的極正極正極其他反應Fe2++OH—=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
『陸』 電化學實驗充氫時電流密度一直波動，什麼原因
電化學實驗充氫時電流密度一直波動，什麼原因
對於電力系統和電子系統的設計而言，電流密度是很重要的。電路的性能與電流量緊密相關，而電流密度又是由導體的物體尺寸決定。例如，隨著集成電路的尺寸越變越小，雖然較小的元件需要的電流也較小，為了要達到晶元內含的元件數量密度增高的目標，電流密度會趨向於增高。更詳盡細節，請參閱摩爾定律。
在高頻頻域，由於趨膚效應，傳導區域會更加局限於表面附近，因而促使電流密度增高。
電流密度過高會產生不理想後果。大多數電導體的電阻是有限的正值，會以熱能的形式消散功率。為了要避免電導體因過熱而被熔化或發生燃燒，並且防止絕緣材料遭到損壞，電流密度必須維持在過高值以下。假若電流密度過高，材料與材料之間的互連部分會開始移動，這現象稱為電遷徙（electromigration）。在超導體里，過高的電流密度會產生很強的磁場，這會使得超導體自發地喪失超導性質。
此外，對於電流密度所做的分析和觀察，可以用來探測固體內在的物理性質，包括金屬、半導體、絕緣體等等。在這科學領域，材料學家已經研究發展出一套非常詳盡的理論形式論，來解釋很多機要的實驗觀察。
『柒』 什麼是析氫過電位，和析氧過電位，有什麼用
就是說，實際的電極反應在進行的時候，會發生陰極電位比理論值低，陽極電位比理論值高的情況，這就叫做過電位．如果陰極析出的是氫氣，就叫析氫過電位，析氧過電位也一樣．過電位是由於電極的極化而產生的，就是說實際的電極反應已經偏離了理想的電極反應．
析氫過電位（一定程度上）可以用塔菲爾常數衡量，塔菲爾常數越大，過電位越大．常見金屬塔菲爾常數較大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等．
詳細的東西我分兩部分講。
A.電化學有一個很有名的方程叫Nernst（能斯特）方程，大意是電極的電位與電極周圍的離子濃度有關，氧化形式的離子濃度越高，或還原形式的離子濃度越低，則電極的電位就越高，反之亦然。
B.實際的電極在工作過程中，會發生偏離理想電極模型的情況，這就叫極化。電極的極化有兩種：
1.濃差極化。由於實際電極反應要消耗附近的溶液的溶質（這是理想電極不考慮的），造成濃度下降，而溶液的濃度擴散不及時，導致電極周圍溶液濃度下降。對析氫電極（陰極），是氧化態濃度下降；對析氧電極（陽極），是還原態濃度下降。於是由Nernst方程，析氫電位會下降，而析氧電位會上升。
2.活化極化。由於電極反應並不是如理想中的那樣迅速，所以當電位達到理論電位，電極反應的速率卻仍然很慢。要使速率達到可觀的水平，必須升高電位，這就叫活化過電位，而這種效果在氣體的析出上非常明顯。塔菲爾（Tafel）認為活化過電位η與電流密度i有η=a+blgi的關系，其中a,b叫塔菲爾系數。不同金屬的b值相差不大而a相差明顯，因此常以a作為活化過電位大小的判據。
由於過電位的存在，因此在實際的電解操作中，要把這些問題也考慮進去。比如電解水，理論上O2/H2O的電位是1.23V,但實際上一般需要達到1.36V左右，這就是O2的析出存在活化過電位的結果。
『捌』 金屬做陽極進行催化析氧時，為什麼電流密度越大，析氧性能越好
由於電極反應並不是如理想中的那樣迅速： 1就是說,或還原形式的離子濃度越低,實際的電極反應在進行的時候.於是由Nernst方程,而析氧電位會上升.20等．詳細的東西我分兩部分講,其中a.電化學有一個很有名的方程叫Nernst（能斯特）方程.56,是還原態濃度下降.要使速率達到可觀的水平,大意是電極的電位與電極周圍的離子濃度有關,Hg1,會發生陰極電位比理論值低.23V.比如電解水,陽極電位比理論值高的情況,這就叫做過電位．如果陰極析出的是氫氣,造成濃度下降,因此常以a作為活化過電位大小的判據,這就叫極化. A,Zn1.實際的電極在工作過程中,而溶液的濃度擴散不及時,就叫析氫過電位;H2O的電位是1,塔菲爾常數越大,這就叫活化過電位,則電極的電位就越高,因此在實際的電解操作中.由於實際電極反應要消耗附近的溶液的溶質（這是理想電極不考慮的）,析氫電位會下降.36V左右,導致電極周圍溶液濃度下降；對析氧電極（陽極）,析氧過電位也一樣．過電位是由於電極的極化而產生的,反之亦然.對析氫電極（陰極）,氧化形式的離子濃度越高,所以當電位達到理論電位,會發生偏離理想電極模型的情況,但實際上一般需要達到1.24,就是說實際的電極反應已經偏離了理想的電極反應．析氫過電位（一定程度上）可以用塔菲爾常數衡量.塔菲爾（Tafel）認為活化過電位η與電流密度i有η=a+blgi的關系,b叫塔菲爾系數.電極的極化有兩種,電極反應的速率卻仍然很慢,而這種效果在氣體的析出上非常明顯,必須升高電位,是氧化態濃度下降,過電位越大．常見金屬塔菲爾常數較大的有Pb1.不同金屬的b值相差不大而a相差明顯. 由於過電位的存在.濃差極化.41,理論上O2/,Sn1.活化極化. B,要把這些問題也考慮進去. 2,這就是O2的析出存在活化過電位的結果
『玖』 電鍍中，如何消除電解過程中的氫氣逸出，加強氧化劑行嗎
析氫是因為電流效率不能達到100%，比如80%的電用來電解金屬了，那剩下20%的電就用於析氫了，所以，提高電流效率就可以減少析氫，比如鍍銀的電流效率是接近100%的，幾乎就沒有析氫。
提高金屬離子濃度，提高溫度，增強攪拌什麼的都可以提高電流效率，但加強氧化劑肯定不行，一般的鍍液，加強氧化劑後就廢掉了。
『拾』 何種添加劑能提高析氫過電位
稀土的氟化物可以提高陰極極化，提高析氫的過電位，阻礙氫氣的析出，同時提高了電流效率。加入氨基酸如：氨基乙酸、氨基丙酸、甘氨酸等是利用其活化作用，吸附在電極上，形成活性絡合物，使陰極增大，陰極電流效率可提高