電解液范例6篇

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電解液范文1

關鍵詞:硫酸鋅 電沉積 鋅粉 電解液 表征

中圖分類號:TB383 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)08(c)-0243-02

在堿性電池中鋅粉的放電特性與鋅粉的大的特定的比表面積有關,考慮到鋅粉的特定的比表面積這個優點對開發質輕的和有良好性能的電池有重大影響,通過擴大鋅粉的比表面積,電極的有效質量與傳導電網的聯系得到改善,在放電過程中,電壓損失大大減少。傳統的鋅銀電池負極材料的制備是在強堿性條件下,由于電解液的強腐蝕性,對實驗設備和操作條件都有較高的要求[1]。如果在弱酸性條件下選擇合適的反應條件也可以制備出高活性的鋅負極材料,可以大大降低制備鋅負極材料的實際生產成本,節約社會資源,適應科學發展觀的要求。

1 實驗

1.1 材料及工藝

陽極材料:鋅錠或鋅板;陽極在使用前先用乙醇、丙酮除油,后用稀鹽酸去除表面氧化層,再經重蒸水清洗待用。

陰極材料:鋅板;陰極在使用前先用乙醇、丙酮除油,再用稀鹽酸去除表面氧化層,再經重蒸水清洗待用。

電解液:以濃度為253~450 g/L(ZnSO4?7H2O)ZnSO4,電流密度10~140 mA/cm2,電解液溫度為室溫,所有試劑均為分析純。

采用恒電流方式進行電沉積;電沉積過程中記錄電解槽電壓的變化、陽極電位的變化或陰極電位的變化;設定通電時間計算電沉積鋅粉的電流效率。

1.2 分析測定

YP-2B型精密穩流電源提供電流和電源,CT-3008W-5V-30Ma-3A-S1型新威高精度電池性能測試系統測定電池的放電性能。電池在設計上,要保證其的容量能夠充分發揮,就要使正極的容量充足,鋅負極成為限制電極,所以采用兩片正極對一片負極。以氫氧化鎳為正極,已一定濃度的氫氧化鈉為電解液,放電電流密度為180 mA/cm2,放電截止電壓為1.1 V,因為是大電流放電,截止電壓可以設置的稍低。

以硫酸鋅為主鹽電解液電解,所用藥品為七水合硫酸鋅,添加一定量的硫酸和硼酸穩定電解液的pH,因為溶液的酸度對電極沉積很重要,太大,使電解液溶解陽極鋅錠,太小,使陰極副反應增加,加入硼酸后,溶液pH在4~6之間,電解液中不添加其他物質。首次試驗電流密度(J)定為80 mA/cm2電解液硫酸鋅濃度為253 g/L,溫度為30 ℃,陰極為鋅板,陽極為鋅釘;然后固定其他條件不變,變化陰極板進行沉積,沉積鋅粉組裝電池進行放電測試。

2 結果

2.1 硫酸鋅濃度對電沉積的鋅粉放電性能的影響

電沉積鋅粉的形貌與陰極過電位和Zn2+濃度有關,即要保證陰極過電位在濃差擴散范圍內,這樣Zn2+的擴散成為控制步驟,在制備鋅粉的時候,Zn2+不能及時得到補充,鋅粉將在陰極沉積,否則,陰極沉積非常致密,會形成鍍層。從表1中可以看出,電解法制備鋅粉的純度都較高,隨著金屬離子濃度的增加,主要影響電解效率和粒子的顆粒度,金屬離子濃度大,陰極金屬離子的還原過程就進行的很快,氫離子的還原就受到限制,隨即提高了電流效率。與此同時,鋅晶核的生長速度大于成核速度,鋅粉的粒徑比較大[2]。由于這兩方面的因素,若要電沉積顆粒小,比表面積大,活性高的鋅粉,又達到電流效率高,就要合理控制Zn2+的濃度。從圖1中可以看出,隨著主鹽濃度的增加,放電時間呈現增加―減少―增加的趨勢,合適的濃度313 g/L放電時間長,電壓平臺高,主要因為從結晶學觀點解釋,濃度大,產物粗大,濃度低,產物顆粒小且疏松,但也不能太低,副反應多,使電流效率小。

2.2 電流密度對電池放電性能的影響

電流密度主要影響鋅粉的形貌和顆粒大小,大流密度下,電沉積的鋅粉顆粒較小,呈樹枝狀,這是由于在大的電流密度下,Zn2+濃度較快增加,促使結晶的成核速度大于它的生長速度,形成的鋅粉顆粒就小。這種條件下鋅粉的比面積比較大,活性較高,容易被氧化,導致純度降低。析氫過電位越高,氫氣的析出,電流效率也有所降低,所以從表中可以看出,電流密度為80 mA/cm2時,效率較高。從放電性能看,80 mA/cm2時,初始電壓很高,放電時間也最長,80 mA/cm2是最佳的電流密度。

2.3 不同表面活性劑對鋅粉放電性能的影響

表面活性劑在制備鋅粉的過程中對鋅粉的形貌影響較大,在進行放電性能測試的過程中對鋅腐蝕也有較大的影響,所以說表面活性劑在鋅基電池中扮演著重要的角色,從鋅粉的形貌可以看出,加入陰離子型表面活性劑使鋅粉枝葉變粗變大,這可能由于陰離子表面活性劑能和Zn2+較容易結合,從而使Zn2+到達陰極接受電子被還原變得困難,形成新的晶核變的困難,使得新還原的鋅沿著晶面無規則的生長,使整個顆粒變得粗大。對于非離子型表面活性劑而言,分子量一般較大,粘度也大,使得吸附原子在向陰極傳遞的過程中阻力增大,這樣吸附原子就沿著晶體生長線的方向生長,形成樹枝狀形貌。表面活性劑使金屬離子的結晶過程受到影響,從而使晶體的生長方式不同[3]。從鋅粉的形貌看,用非離子型表面活性劑使得鋅粉的比表面積增大,呈現良好的樹枝狀,在從放電測試圖中也可以看出,添加了非離子型表面活性劑制備的鋅粉放電時間大大增長,說明非離子型表面活性劑較好改善鋅粉的性能,這也說明,形貌對鋅粉的性能影響較大。(見圖3,圖4)

2.4 不同顆粒大小鋅粉放電性能比較

鋅粉的顆粒大小對放電性能也有影響,顆粒小,比表面積大,活性較高,從圖中可以看出,60目鋅粉初始電壓高,鋅粉主要有樹枝狀和苔蘚狀,樹枝狀顆粒較大,苔蘚狀沉積物的晶須的直徑比樹枝狀的要小得多,二者視密度差異也很大。大顆粒鋅粉材料的放電性能較好。(見圖5)

2.5 不同鋅負極結構對放電性能的影響

對于電沉積從基體上刮下的鋅箔和鋅粉干壓成燒結鋅負極來說,幾乎無法放電,干粉壓制后的放電時間遠遠低于直接沉積與導電骨架上濕粉壓制的電極。

3 結論

通過測試,發現硫酸鋅電解液濃度為313 g/L,電流密度為80 mA/cm2,非離子型表面活性劑洗滌鋅粉,直接電沉積與導電骨架上為最佳沉積活性鋅粉條件,以180 mA/cm2的電流密度,截止電壓為1.1 V條件下放電測試,效果較好。

參考文獻

[1] 李仕錦,黃琳琳,芊顯,等.鋅銀電池用電沉積鋅粉的研究[J].電源技術,2010, 134(5):561-563.

電解液范文2

關鍵詞:中性鹽;回收;成本;消耗

前言

中性鹽回收系統的工作原理是將廢的電解液從中性鹽循環罐通過空壓泵排放至鉻還原罐,在罐內加入硫酸及NaHSO3來還原鉻氧化物,隨后電解液進入pH控制罐,通過加入NAOH來提高pH值并通過這種方式析出溶解在電解液中的金屬離子,通過氧化還原反應,將6價鉻轉換為3價鉻,再經壓濾機進行固液分離;通過使用NA2SO4凈化工藝,可以獲得如下優點:(1)降低在線處理溶液的金屬離子,提高工藝效率。(2)降低了電解液消耗的儲存指標。(3)大大減少電解酸洗槽罐中的淤泥。(4)大大減少了污染物質的排放,減少廢水處理成本。(5)降低中性電解液酸洗段的維護成本。(6)降低新鮮電解液的用量要求。

1 公司原有技術及存在的問題

經過對整個系統工作原理及設備結構進行分析,結合歷次問題的發生和處理現總結出一套提高中性鹽回收系統穩定生產,并通過相關參數的修改和介質的配比方法,有效的降低電解電力及H2SO4 等介質的消耗。通過該改進方法的實施,確保了設備的穩定性,降低了設備開啟的相關投入成本及生產成本。

存在的問題如下:(1)最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高。(2)壓濾隔膜泵使用壽命短、修復成本高。(3)使用壓濾隔膜泵所能達到的系統壓力只有2.5bar不利于泥餅的成型且過濾量不足。(4)最終控制罐的pH值波動大,會造成系統連鎖報警停用還增加了H2SO4、NAOH的介質消耗。(5)在線循環罐到回收系統的管道,由于間歇供應原因容易堵塞。(6)NaHSO3介質的配比時間需要6小時左右,系統處于停機狀態。(7)沉淀罐的循環泵開停次數多、時間短對泵的使用壽命有影響。

2 國內外現有技術情況

經檢索,目前,國內外沒有對該類問題的綜合介紹和分析。

3 解決問題的技術方案

3.1 解決最終控制罐溶液渾濁、金屬離子含量高問題,做如下方法改進

由于中性鹽回收系統pH控制灌打入沉淀罐是從沉淀罐頂部接入,同時沉淀罐頂部又通過溢流管道聯通最終控制罐;前期生產過程中由于空壓泵揚程不夠導致壓濾機處于半投入狀態,當沉淀罐液位較滿時,那么打入該罐內的溶液則未經沉淀而直接溢流到最終控制灌,最后再直接進入電解段循環罐內,造成循環罐、槽內氫氧化物淤泥沉積,從而影響溶液活性及電解效果;我們對沉淀罐液位及離心泵(pH控制罐至沉淀罐)設置連鎖條件,當液位達到90%,該離心泵無法啟動。同時將空壓泵改為大揚程的離心泵,確保壓濾機處于正常投運狀態;以此來控制回收電解液中的金屬離子氫氧化物含量;圖1為實施前后最終控制罐內溶液清潔度對比。

3.2 解決壓濾隔膜泵的使用壽命短,隔膜易損壞且修復成本高問題,使用壓濾泵后系統壓力只有2.5bar的問題。做如下方法改進

3.2.1 查詢相關的資料并參照類似設備,對壓濾隔膜泵進行了改型。由原先的皮帶隔膜泵形式改為高揚程的離心泵。根據現場設備的實際情況制定了泵的參數:P=5KWH=50mQ=10m3/h。

3.2.2 為了防止泵改造后,離心泵沒有變頻器造成流量過大跳電或者進壓濾機流量過大回流來不及,將泵出入口的手閥進行了開口度限制開口度不大于75%(根據壓濾機出口的水流量進行調整)。

3.3 針對最終控制罐的pH值波動大,波動區間值在5.1pH-12.2pH,且能源介質消耗大。做如下改進。

3.3.1 對最終控制罐循環泵的短循環閥門進行調整,由原先根據液位進行開口度調節形式,改為固定25%開口度,防止罐內液體流動不均勻造成檢測失效。

3.3.2 關閉最終控制罐的NAOH加料閥,單獨用H2SO4進行調整pH值,H2SO4氣動閥加料的時間有原來10秒加2秒,修改2分鐘加1秒。報警區間有原來的4pH-10pH,修改5pH-8pH。

3.3.3 反應罐CRT1的pH值由原來的3.5修改為3.0。H2SO4加料時間偏差值由原先的10修改為5。反應罐CRT2的pH值由原先的11修改為現在的9.5。

3.3.4 配料罐DT2,H2SO4的濃度配置進行了調整由原先的10%調整為7%。

3.4 在線循環罐到回收系統的管道,由于間歇供應原因容易堵塞,做出如下改進

3.4.1 對回收系統管道容易堵塞問題,首先對FCT1/ST1/CRT3和P01/P02增加了液位連鎖。

3.4.2 對循環罐底部到氣動泵的這一段管道進行了角度的調整和內徑的調整。由原來的平行改為向上傾斜,直徑由原來的DN40改為DN100并增加最低點排放口。

3.5 NaHSO3介質的配比時間需要6小時左右,系統處于停機狀態,做出如下改進

對原先的NP01-PT1罐配置NAHSO3溶液方法進行調整,由原來液位到85%溫度到40℃,改為液位25%開始加NAHSO3并同時進行加熱升溫,加至滿液位狀態。

3.6 ST1沉淀罐的循環泵開停次數多、時間短對泵的使用壽命有影響

對沉淀罐和壓濾機出水量進行核對后對原先泵的開停液位值進行了修改,由原來的55%-65%改為現在的45%-65%,有效的降低了泵的開停次數。

在中性鹽電解過程中,隨著溶液濃度升高,電解電流是趨于設定區間下限值自動調節的;反之電解電流趨于設定區間上限值調節,結論就是電解液濃度越大越節省電流;通過回收系統的穩定運作,可確?;厥针娊庖旱臐舛取H值等在標準范圍,減少淤泥沉積,大大提升溶液活性;因此我們可以提高溶液濃度,適當減少電解電流設定值來達到穩定工藝,降低電耗成本的目的。

4 實施后效果

(1)改造后的壓濾離心泵去年10月上機使用到現在已經近6個月未出現過故障。(2)壓濾機的系統壓力由原先的2.5bar提高到5.0bar,泥餅的成型遠大于前期預估。(3)2015年1月份以來,系統自身運行良好、產品質量符合標準、運行成本穩步下降,目前回收系統藥劑噸鋼消耗已由前期的10元/噸降至3元/噸左右,中性鹽廢水排放量每月減少近500立方,實現了經濟效益與環保效益雙提升。(4)通過回收系統的穩定運行及各反應參數的合理設定,再進一步優化電解段整流器參數,更大程度上降低了電力成本;在節能降本工作中成績顯著。

電解液范文3

經典的電解理論認為,在電解體系中,電子只能在電極和導線中移動,而離子只能在溶液中遷移,只有在金屬和溶液的界面間,離子和電子才能相互作用,發生電化學反應,溶液中不存在單獨的電子個體,并且認為電解時離子必須遷移到雙電層的緊密部分,然后被吸附在電極上,才能進行反應,例如以碳棒作電極電解氯化銅溶液時,兩極發生的反應如下。

2 水合電子與水溶液電解理論

雖然經典的電極反應理論在實際的應用中取得了很大成功,獲得了人們的廣泛認可,但是人們也發現電解冶金時的一些實驗現象并不能用經典的電解理論來解釋,比如電解精煉銅時發現電解液中出現一定量的銅粉,這些銅粉的產生則難以用經典的電解理論來解釋,進而人們提出水合電子與水溶液電解理論。

2.1 水合電子及其性質

人們進一步研究得出了水合電子的一些性質:電子的水合是一個自發過程,水合電子在一定時間內存在,它是一個活潑的粒子,是一種很強的還原劑,水合電子的具體性質見表1。

2.2 水合電子參與的電解反應機理

在電解體系中水合電子的形成需要一定的條件,一般認為如果陰極材料受到輻射場的影響就可以產生次級電子,經熱化后則可以脫離陰極材料而水合形成水合電子;如果陰極材料沒有受到輻射場的影響,但是由于溶液中陽離子在溶液中的向陰極遷移速率很慢而陰極反應又快,陰極表面附近的金屬陽離子濃度降低就很快,這時就會產生陰極極化,產生極化的陰極上就會出現多余的電子。這些過剩電子只要獲得足夠的能量就可以脫離陰極進入溶液形成水合電子,由于水合電子具有很高的擴散系數、很大的淌度、良好的導電性能,因此會很快的向陽極遷移,從而在遷移的途徑中遇到陽離子而發生反應。這就說明在電解體系中,只有陽極發生氧化反應,而陰極反應和溶液中的任何一個部位由于水合電子引起的反應將為還原反應,所以如果水合電子僅由陰極極化產生,則由于陽極上發生的氧化反應速率應該等于陰極還原反應和溶液中水合電子參加的還原反應總的速率。所以這時陽極的氧化速率必然大于陰極的還原速率,這種陰陽兩極反應速率不相等的現象,可以認為是水合電子引起的。

2.3 水合電子形成的途徑以及由此產生的一些實驗現象

事實上,水合電子在電解體系中形成的途徑也是多方面的,進而也從不同的方面影響著電解反應的實驗現象。一般認為水合電子形成的途徑有如下幾種情況。

2.3.1 電解質溶液受到輻射而產生水合電子

如果電解質水溶液受到輻射場輻射的影響,溶液中的水在受到輻射時將產生水合電子,進而在電解質溶液內部任何部位產生析氫現象。

2.3.2 陰極受到輻射而產生水合電子

如果陰極電極材料(如Cu)受到輻射(例如接收高能電子),這時就會產生次級電子,次級電子經過熱化,再發生水合就可以生成水合電子,而陰極區內的氫離子就會和水合電子反應產生氫氣。

2.3.3 陰極極化而產生水合電子

一般認為電解時,陰極反應的活化能不大,反應比較迅速,而電解質溶液中的陽離子向陰極遷移的速率則比較慢,從而陰極附近陽離子的濃度下降很快,這時陰極的電極電位就會向負方向偏移而發生極化。與此同時,電解時的槽電壓迅速升高,從而使陰極聚集過多的電子。這些電子一旦獲得足夠的能量而熱化,就使電子的水化的自發過程有可能發生,進而形成水合電子。如果溶液的酸性很強,這時在陰極區就會有氫氣產生。

3 長時間用U型管電解氯化銅溶液產生一定量銅粉機理的分析

以U型管電解氯化銅溶液的實驗是中學化學課堂重要的演示實驗,然而如果對這一實驗進行長時間(幾天的時間)電解,就會發現電解液中出現一定量的銅沉積于U型管的底部,這部分銅既有顆粒比較大的也有一部分粉狀的。實驗觀察到,顆粒比較大的銅來源于陰極析出的銅經過長時間的積累而增多,在重力作用下從陰極脫落而產生,粉狀的銅則難以觀察到產生的來源。那么這部分粉末狀的銅是如何產生的呢?筆者認為這可能與水合電子參加反應有關,具體分析如下。

4 長時間用U型管電解氯化銅溶液產生一定量銅粉機理的啟示

事實證明,在電解氯化銅溶液的實驗中,學生會不可避免地觀察到一些異?,F象,教學過程中對這些問題一概回避,就會影響對學生想象能力以及觀察能力的培養,但過多的講解也會增加學生的負擔,教學的導向作用就會出現偏差。因此,研究陰極上的電子參與電極反應方式是搞清楚長時間用U型管電解氯化銅溶液產生一定量銅粉機理的關鍵,對此我們認為采用下面的方法可以達到較好的教學效果。

(1)在大多數情況下,電子只能在電極和導線中移動,只有在金屬和溶液的界面間,陽離子吸附在電極材料上才可以和電子相互作用,發生陰極上的電化學反應。

電解液范文4

【關鍵詞】汽車蓄電池;檢查

一、做好普通蓄電池的外部表面的檢查

蓄電池的外部表面檢查應該是經常性的,一般來說,首先要檢查蓄電池及各極柱導線夾頭的固定情況,應無松動現象;其次檢查蓄電池殼體應無開裂和損壞現象,極柱和導線夾頭應無燒損和氧化,否則,應將蓄電池從車上拆下修復;第三,應經常檢查蓄電池蓋上的通氣孔是否通氣,若蓄電池蓋通氣孔被堵,會影響蓄電池的正常工作,同時也會影響蓄電池的正常充電(可能產生的氣體排不出去,導致電解液膨脹把蓄電池外殼撐破)從而影響蓄電池使用壽命。以上檢查中未發現問題的情況下應主要做好蓄電池外部的清潔工作,用干凈的布塊擦凈蓄電池外部灰塵,若蓄電池極柱周圍的白色或黃綠色糊 狀物,是由于汽車在顛簸的道路上行駛,電解液外溢造成的,這些化學腐蝕物會使蓄電池充 、放電困難,不利于汽車起動,并造成蓄電池長期放電。 應清除蓄電池極柱上的這些化學腐蝕物,可用熱水或堿水擦洗,然后用布擦干。此外還要及時擦凈連接線外部及夾頭,清除安裝架上的油污,疏通加液口蓋通氣孔并將其清洗干凈。重新安裝時,在極柱和導線夾頭上涂一薄層工業凡士林或滑潤脂。

二、做好普通蓄電池的電解液液面高度的檢查

蓄電池每個單格內的電解液液面高度,應高出極板10―15mm。保持蓄電池中各單格電解液液面高度是延長蓄電池使用壽命的最基本要求。檢查蓄電池電解液液面高度的方法是:擰開加液口蓋,用一根內徑7mm左右的玻璃管垂直插入加液口內,接觸極板上緣為止,然后用拇指壓緊玻璃管上口,用食指和無名指將玻璃管夾住,輕輕提出,玻璃管中電解液的高度即為蓄電池內電解液平面高出極板的高度,應為10―15mm為宜。檢查完畢,最后再將電解液放入原單格電池中。如果經檢查蓄電池電解液液面過低,應及時補充蒸餾水或市場上銷售的蓄電池補充液,不允許添加如自來水、河水、井水等不符合要求的水,以免混入雜質,造成自行放電的故障;也不要添加標準電解液,否則,會使電解液濃度增大,縮短蓄電池的使用壽命。

由于電解液的密度越高凝固點越低,冬季行車駕駛員可以根據當地最低氣溫選擇合適的電解液密度。一般最低氣溫為0℃時,選擇密度為1.26g/cm3的電解液;若在北方地區環境氣溫每降低10℃,所選的電解液須增加0.01 g/cm3。冬季嚴禁收車后添加蒸餾水,以防極板上部新添加的蒸餾水不能和硫酸充分混合而結冰,凍裂蓄電池外殼。

三、做好普通蓄電池的電解液密度的檢查

定期測量蓄電池電解液的密度,正常應為1.23g/cm3左右(免維護蓄電池除外)。測量電解液密度的方法為:擰下蓄電池的各加液口蓋,用密度計從加液口吸出電解液至密度計的浮子浮起來為止。當密度計提至與眼睛視線平齊的位置時觀測讀數,確保讀數的準確性。

蓄電池電解液密度的高低是隨蓄電池充、放電程度的不同而變化的,電解液密度的下降程度是蓄電池放電程度的一種表現。測量每個單格內的電解液密度,可以了解蓄電池的放電程度。當電解液密度低于1.23g/cm3(15℃)時,應對蓄電池進行充電。電解液密度規定是以15℃時為基準進行測量的,如果溫度低于15℃或高于15℃時,應使用溫度計測量電解液的實際溫度,以供計算電解液密度的修正值。

此外還要根據氣溫調節電解液密度,蓄電池電解液密度應根據地區和季節條件進行確定。密度過高,影響蓄電池使用壽命;密度過低,易造成電解液冬季結冰。同一蓄電池的各單格電解液密度差值不應大于0.01,若某一單格電池電解液密度下降過大,則該單格電池內部可能有故障,應查明原因,予以修復。

四、做好普通蓄電池負荷電壓的的檢查

對蓄電池的負荷電壓常用蓄電池檢查儀進行檢查。檢查方法為:將蓄電池檢查儀的2個夾子分別夾在蓄電池2極柱上,其中標“+”的夾子接蓄電池正極,標“-”的夾子接負極,按下起動按扭。要求在5秒內,蓄電池檢查儀指針應穩定在某一刻度值上,并記下此數值,電壓應不低于9.6v;若低于9.6v,但在5秒內尚能保持穩定,一般為放電過多;若沒有電壓顯示,或電壓表指針很快回零,則表示該蓄電池內部短路、斷路或有其他故障。

五、做好免維護蓄電池的檢查

目前,現代汽車上已經廣泛的使用了免維護蓄電池,有人則認為免維護蓄電池不用自己再做維護,這種觀點是錯誤的。免維護蓄電池和普通蓄電池相比的確有不少優點,但是這并不代表免維護蓄電池不需要維護。免維護蓄電池在其全壽命過程中一般不需添加蒸餾水,但是相關的保養和檢查工作是必不可少的,而且應該比普通蓄電池做的還要仔細。

1、 做好經常性的檢查保養

在使用免維護蓄電池時,要經常保持蓄電池的外部清潔。經常使用清水清潔外表面,同時檢查外表面可見處是否有裂痕、滲液等現象,以確定是否能夠繼續使用。在平時使用中,駕駛員應經常查看內裝電解液密度計指示器的顏色。當電解液密度計指示器顯示黑色時,則表示蓄電池需要充電,應將其取下進行補充充電。當電解液密度計指示器顯示黃色時,應進一步仔細檢查蓄電池外殼有無裂紋,電解液是否滲漏。

電解液范文5

一般來說電鍍槽的尺寸,指的是鍍槽內電解液的體積L,又稱有效體積,即電鍍槽內腔長度X內腔寬度X電解液深度;

一般可根據電鍍加工量或已有的直流電鍍設備等條件來測算選配;

選擇合適的電鍍槽尺寸對編制生產計劃,估算產能和保證電鍍質量都具有十分重要的意義;

確定電鍍槽尺寸的三個注意事項:

1. 滿足加工零件尺寸要求;

2. 防止電解液發生過熱現象;

3. 能夠保持電鍍生產周期內電解液組分一定的穩定性;

陰陽極電流密度,按實際浸入電解液的全部面積來計算,由于陰陽極的電流效率不同,而稍有差別;

DA=I總/S陰(A/dm2)

DA=I總/S陽(A/dm2)

平均裝載量d:電鍍單位面積零件所需要的電解液體積

即d=V/S(L/ dm2)

體積電流密度DV:

單位體積所通過的電流強度即:DV=I總/V(A/L)

電鍍過程重要適宜的控制體積電流密度,因為電流通過電解液工作時會因為溶液電阻而生熱,造成電解溫度升高,而電解液升溫的快慢和高低與體積電流密度有直接關系。為防止電解液升溫過快,就必須有較多體積的電解液以降低體積電流密度;

如酸性光亮鍍銅工藝: 適宜的體積電流密度為0.3-0.4A/L,即當總電流為1000A時,應配2500—3000L電解液;

經驗數據:

以下數據為各種常見鍍種的陰極電流密度和平均裝載量有關的一些經驗數據:

鍍種 陰極電流密度范圍DK,A/ dm2 平均裝載量d,L/ dm2

硫酸鹽鍍銅 1.0---3.0 7---9

酸性鍍錫 1.0---3.0 7---9

電解液范文6

【關鍵詞】 電極; 接界; 半電池電位; 電極噪聲

生物醫學信息的定量檢測在醫學各個領域的應用非常廣泛,而檢測生物醫學信息的首要問題是如何獲取信息。生物醫學信息分為電生理信息和非電量生理信息。電生理信息直接通過電極獲得,對于非電量生理信息必須通過傳感器把非電量轉化為電信號,然后由檢測儀器進行處理。根據電極功能的不同,可分為檢測電極和刺激電極。檢測電極主要用來偶合生物體電位到測量儀器上,心電圖機的電極就是檢測電極。學生在心電圖實驗中由于電極使用不當,造成測量誤差比較大這一問題比較突出,下面對檢測電極的有關問題進行初步的探討。

1電極的工作原理

電極連接在生物體上,目的是要將生物電引出來,然后對其進行處理。生物體內的電流是離子導電,電極和檢測儀器中的電流是電子導電,電極必須把離子導電轉換為相對應的電子導電。轉換的過程發生在電極與生物體接觸的界面,稱為接界。最簡單的生物醫學電極就是放入肌體內的金屬片,人體的組織液可以看成是電解液,因此可以用電解液和金屬片的接界發生的變化來描述電極的工作原理。

1.1金屬-電解液接界 e-C e-C e-C金屬電極Am- Cn+Am- Cn+ Am- Cn+電解液

圖1 金屬-電解液接界(略)

如圖1所示,金屬片放在含有該種金屬離子的電解液中時,金屬表面與電解液的接界處發生可逆氧化還原反應,化學反應式為[1]:Am-=A+me- (1)C=Cn++ne- (2)式中C表示電極的金屬原子,Cn+表示電解液中該金屬的正離子,n是C的原子價。Am-表示電解液中的某種負離子,m是A的原子價。假如接界處的電極金屬被氧化成正離子和 自由電子,正離子進入電解液,留下電子成為電極中的載流子。電解液中的負離子來到接界時,經還原反應變成中性原子而向電極釋放自由電子。這就是電解液中的離子導電變換成金屬電極中的電子導電過程。當氧化還原反應達到化學平衡時,伴隨著電荷的得失,在電極和電解液接界處形成了一個電偶層,因而產生電勢差,稱為半電池電勢,又稱為電極電勢Ehe [2]。電偶層的作用相當于一個電容,其等效阻抗既有電阻成分Rd 又有電容成分Cd 。

1.2電極-電解液-皮膚的接界心電圖的電極與皮膚接觸時,通常在電極與皮膚之間涂有導電膏(生理鹽水),以確保良好的接觸。這樣又形成了一個導電膏和皮膚接界。由于皮膚和金屬的性質不同,因此兩者接界的性質也不同。皮膚主要由表皮、真皮和下皮層組成,表皮在導電膏和皮膚接界中起主要作用。表皮的角質層可看成是離子的半透摸,如果在膜的兩邊有離子的濃度差,就會存在濃差電位差Ese。表皮雖然很薄,但具有很大的阻抗,可用Re 和Ce 并聯等效電路來表示。表皮下面的真皮和皮下層可等效為純電阻R。圖2是接在左手的心電圖電極,電極與皮膚之間涂有導電膏,等效電路如圖3所示[3,5]。

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圖2 心電圖肢體電極之一 (略)

2電極電位

2.1極化電壓電極上有電流通過時,電極的半電池電位將發生變化。電極半電池電位的變化量稱為超電壓或極化電壓。極化電壓是由電極的極化現象產生的。一方面來自被檢測體的電流通過電解液時,電解液的電阻產生的壓降使到達放大器輸入端的信號電壓降低;另一方面電解液的電阻又隨著通過其電流的大小而變化。還有電極附近電解液中離子濃度比電解液內部離子濃度高,這樣產生的濃差電勢極性與信號源電壓的極性相反,其作用也減小了輸出到放大器的信號電壓。電極的金屬氧化成離子進入電解液的同時,電解液中也有離子還原成金屬原子而沉積在電極上,這兩個過程所需的能量并不相等,在電極與電解液之間也表現為電勢差,其結果使得信號電流越來越小。極化電壓隨著電極的電流增大而增大,因此,實際測量中應保持電極中的電流最小。

2.2電極電位當電極與生物體接觸時,即使兩極間沒有電流通過,由于電極的不對稱,仍存在著電位差,上述兩極間的組合電位差總稱為電極電位。多數金屬的電極電位要比研究的生物電勢大得多,金屬電極放在體表就可以形成幾百豪伏的電勢,而肌體內部的有用信號往往只有幾到幾十毫伏[4]。因此電極電位的大小直接影響測量結果。

圖3 電極-電解液-皮膚接界等效電路(略)

3電極噪聲與阻抗對心電圖測量的影響

電極電位的不穩定變化又叫電極噪聲。電極和生物體之間存在的電極噪聲和阻抗,是心電圖測量中產生誤差的主要原因。電極噪聲越低,阻抗越小,電極的性能越好。心電圖測量時,在電極和皮膚之間涂上生理鹽水,用來保持電極電位的穩定和降低皮膚的電阻。如果電極表面有氧化層或雜質,要清理干凈。當電極、導電膏和皮膚之間有相對運動,或被測試者深呼吸、緊張、身體移動,都能影響接界處的電荷分布,圖3中的電位差Ehc或Ese產生瞬間的變化,直到建立新的平衡,這種干擾叫做運動偽跡。圖4給出了幾個實驗中經常出現的帶有偽跡的心電圖。交流干擾,主要原因是心電圖機附近有干擾源,電極與肢體接觸不好,皮膚電阻過大,電極與右腿的地線接觸不好等,如圖4(a)。基線不穩,被測試者肢體移動,呼吸不穩,導聯線過緊,電 極極化,皮膚與電極接觸不好等,如圖4(b)、(c)。基線震顫,被測試者緊張,肌肉震顫,電極板夾的過緊,室溫太低等,如圖4(d)??梢娏私夂驼_使用心電圖電極,對高質量完成心電圖實驗非常重要。

【參考文獻】

1 周希賢,吳作舟.生物醫學電子學及實驗. 蘭州大學出版社,1987,202.

2 張唯真.生物醫學電子學. 清華大學出版社, 1989,39.

3 虞頌庭. 翁銘慶 生物醫學的基礎與臨床, 1988,410.

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