牛磺酸对锡电解精炼过程的影响

发布时间：2024-06-23 08:50

　　酸性锡电解精炼电解液一般需添加10～20 g/L苯酚磺酸,然而,苯酚磺酸有毒有害,亟待开发新型绿色添加剂,为此,在解析传统添加剂苯酚磺酸作用机制的基础上,设计筛选新型绿色添加剂,并评估其可行性。首先,对比研究苯酚磺酸和甲苯磺酸对电解液溶解氧浓度变化、锡胶生成量和阴极锡形貌的影响,解析苯酚磺酸中酚羟基和磺酸基对电解液稳定性和阴极锡质量的影响机制。苯酚磺酸的酚羟基和磺酸基可分别通过还原机理和络合机理抑制Sn(Ⅱ)氧化水解,提升电解液稳定性;此外,酚羟基可能还具有阴极整平作用,基于此,从具有还原性的磺酸类物质筛选出牛磺酸作为添加剂替代物,并进一步研究牛磺酸对锡电解过程中电解液稳定性、阴极锡质量和电流效率的影响,评估牛磺酸添加可行性。研究结果表明:牛磺酸可显著提升电解液稳定性,效果优于苯酚磺酸;牛磺酸还可提高电流效率,并对Sn(Ⅱ)阴极沉积行为和阴极形貌和电位无不利影响;牛磺酸可以作为苯酚磺酸的绿色替代物以提升锡电解液稳定性。然而,鉴于牛磺酸阴极整平效果不明显,在对阴极锡形貌有较高要求的应用场景中,可将其与整平剂组合添加来满足应用要求。

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【部分图文】：

图1在35℃下静置过程中不同溶液溶解氧饱和度的变化曲线

图1所示为4种不同溶液在静置6d过程中溶解氧饱和度的变化曲线。由图1可见：在质量浓度为90g/LH2SO4溶液中，静置过程溶解氧饱和度波动小，稳定在90%左右。对于BE溶液，静置1d后，溶解氧饱和度仅为10%，远比H2SO4溶液的小。随着静置时间延长，溶解氧浓度逐步上升，....

图2不同组成溶液在35℃下静置72h后生成的锡胶质量

图3所示为在不同组成电解液中电解精炼产出的阴极锡表面形貌。由图3(a)可见：在BE溶液中阴极锡表面整体上较平整，局部出现一些长条形凸起，在更高倍数形貌图(图3(b))中可发现，这些长条形凸起是柱状锡晶粒。由图3(c)可见：添加苯酚磺酸后，沉积的阴极锡表面平整程度(平整度)稍微增大....

图3不同电解液中锡电解精炼获得的阴极锡形貌(100A/m2,24h,35℃)

图5所示为锡阴极在不同电解液中的阴极线性扫描曲线。由图5可见：在BE溶液中，随着电位负向扫描，在-0.95V附近出现明显还原峰，对应于Sn(II)的还原沉积反应(Sn(II)→Sn)[17-18]；当溶液中添加苯酚磺酸后，Sn(II)还原峰峰值电流显著减小。此外，随着苯酚磺酸添....

图4不同组成电解液在35℃下静置72h后生成的锡胶质量

图3不同电解液中锡电解精炼获得的阴极锡形貌(100A/m2,24h,35℃)图5Sn阴极在不同电解液中的LSV曲线(-0.87～-1.20V,5mV/s,35℃)

本文编号：3995274