海水直接电解制氯过程的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文海水直接电解制氯过程的研究姓名：黄运涛申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：彭乔20050601大连理工大学硕士学位论文摘要海水直接电解制氯技术存在的主要问题有电流效率低、电耗高以及阳极寿命短等。根据这些闯题。本文主要从三个方面对海水直接电解制氧过程进行研究。首先是研究海水组成及温度的变化对阳极电极电位的影响，主要采用测量动态极化曲线的方法；其次是研究海水组成、温度、流速和极距对阳极电流效率和电解槽槽电压的影响：最后采用加速寿命实验结合交流阻抗(EIS)、扫描电镜(SEM)

2、和电子探针(班．MA)研究海承电解用阳极的失活机理。当电流密度较低时，海水电解制氯的阳极过程主要受电化学控制，极化曲线符合Tafel方程{当电流密度较高时，阳极过程受扩散过程控制，极化曲线不符含Tafel方程。循环伏安曲线说明析氯反应是完全不可逆反应。海水中氯离子浓度升高阳极电极电位降低；海水中钙镁离子的存在对阳极电极电位有提高的影响。海水温度升高阳极电极电位降低。海水中氯离子浓度升高、钙镁离予浓度升高、海水温度的降低以及流速的增加有利于提高阳极的电流效率，极距的变化对阳极的电流效率影响不大。而氯离子

3、浓度升高、流速的增加、极距的减小以及海水温度的上升有利于降低电解槽的槽电压，即降低电解过程的电能消耗。海水电解制氯用钛基金属氧化物阳极的等效电路可用L&(Q碰∞(哪蚴来描述，L反映了阳极涂层的复杂的微观结构，(Q,耻RcO对应电栅镕液体系的电化学特征，(QtRf)反映了涂层内表面／钛基体之间的物理阻抗。在阳极失效前后，Q扭和R。没有发生突变，而Qf和&发生了突变，EIS谱图上发生明显的变化；陌极失活的主要原因是在钛基体和涂层之间形成了不导电的Ti02层，而阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落不是阳

4、极失活的主要原因，但对生成不导电Ti02有促进作用。美t葡{海水：电薅：金一氧化鞠啊极；电逾效率；交藏阻抗海水直接电解制氯过程的研究TherearcthreemainIxoblemsexistedinthetechnologyofdirectelectrolysisofseawater，面dI-d缸glowa硼嚣吐effacimcy,ti曲energyconsumptionandslmrts啊啊celifeofIHlode．Accordingtotheseproblems，thisarticledis

5、cussestheprocessofproducingchlorinefromseawalerdirectelectrolysisfromthreeaspects．Firstly,studytheinfluenceofthecompositionandtemperaturesofseawaterfilltheelectrodepotenfialsbymeasuringpolarizationCIIIN℃S．Secondly,discusstheinfluenceofthecompositionandt

6、empemanes,thevelocitiesofseawalerandtheelectrodegapsOilthecurrentefficienciesandthecellpotentials．Lastly,u船EIS．SEMandEP】讧Atostudythe矗锄砸Ⅶ矗睢mechanismoftheanodesusedintheseawaterelectrolysis．WhenthectwfentdensityiSlOW,theanodicreactioniscontrolledbyeleetro

7、chea'nicalreaction,andthepolafizalionc恤、r鼯accordwiththeT棚equation．WhenthecurrentdensityisIIigh，theanodicreactioniScontrolledbyconfusion,andthepolarizationcurvesarenotaccordancewilhlhe删eqllalion皿℃cyclicvo蛔瑚m矗rvisusedtostudytherevem'bilityoftheanodicreact

8、ion,itisdiscoveredthatthechlorineevolutionreactionisacompletereversible“锄c觚TheanodicelectrodepotentialsdecreasewiththeincreasingoftheCI‘concentrationofthe鼢w姗TheexJsterIcoof酣+and蟛+hassomeeffectsOntheanodicpotentials．佻electrodepote