二元混合組分流化床電極電沉積過程的研究.pdf

1、流化床電極將流態(tài)化技術(shù)與電化學(xué)處理方法相結(jié)合，在處理含金屬離子廢水時無需投加化學(xué)藥品等，不產(chǎn)生二次污染；并且由于比表面積大，液固間傳質(zhì)速率高，因此，可大大削弱濃差極化和電化學(xué)極化，獲得較高的電流效率。當(dāng)流化床電極的導(dǎo)電顆粒由兩種(或多種)不同顆粒組成時，一方面有利于提高流化質(zhì)量，另一方面可增加顆粒之間碰撞，強化液固間的傳質(zhì)過程，從而進一步地提高電流效率和時空效益。 本文首先在截面為50×15mm的矩形流化床中，以單組分球形銅顆粒

2、和按照不同比例混合的二元混合組分顆粒為物料，常溫的水為流化介質(zhì)，研究了顆粒的臨界流化特性和膨脹特性。結(jié)果表明，對于單組分顆粒，實測的床層空隙率與用Richardson-Zaki方程訐算的空隙率較符合；對二元混合組分顆粒，則可以用修正的空隙率平均模型較好的預(yù)測床層的空隙率。研究表明，床層膨脹經(jīng)歷了分層、部分混合、完全混合三個階段。 然后以低濃度硫酸銅溶液為介質(zhì)，進行了影響單組分流化床電極電沉積過程因素的實驗研究。結(jié)果表明，控制槽電

3、壓為2.3V時，電流效率和瞬時沉積速率最高；膨脹率的影響則存在一個最佳范圍，本實驗條件下為20％-30％，在此范圍內(nèi)電流效率最高，沉積速率最快；電解液銅離子濃度越高、導(dǎo)電顆粒粒徑越大對電沉積反應(yīng)越有利。在單組分流化床電極電沉積研究的基礎(chǔ)上，進行了二元混合組分流化床電極電沉積實驗研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顆粒粒徑比適宜時，在本實驗條件下為1.58，二元混合組分流化床電極的瞬時沉積速率高于單組分流化床電極的瞬時沉積速率。 最后通過理論分析結(jié)