湿法冶金用Pb-Ag-RE合金阳极腐蚀机制及析氧行为的微观研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51374240
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    吕晓军
  • 依托单位：
    中南大学
  • 学科分类：
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In order to reduce energy consumption of hydrometallurgyical process, the low-cost, high-performance Pb alloy anodes have attracted much attentions. The low Ag content Pb-Ag-RE alloy anode introduced by the applicant can improve the performances and reduce the cost. In order to further optimise the compositon, structure and performances of Pb-Ag-RE anode, this project is planning to study the effects of RE on the metallographic structure, oxide film structure and electrochemical performances of anode. After the Pb-Ag-RE alloys with controllable composition and metallographic structures were obtained, the action mechanism of RE on it will be analysed; By the methodes like electrochemical scaning probe microscopes, the phase transfer process and structure characteristics of oxide film formed on various metallographic structures will be studied, and the relation model of metallographic structure-oxide film structure will be established, and then the effects of RE on the structure and formation process of oxide film could be expounded; The corrosion process and oxygen evolution procedure on the oxide film｜soluton interface will be studied, and then the effects of RE on the electrochemical properties of Pb-Ag-RE alloy anode can be revealed. The success of this project will give theoretical direction for the design of Low Ag-content Pb-Ag-RE anode with high corrosion resistance, electrochemial catalytic activity and mechanical properties, and promote the improvement of alloy phase electrochemistry.
研究低成本高性能Pb合金阳极是湿法冶金过程节能降耗的热点，申请人前期提出的低银Pb-Ag-RE合金阳极，可改善阳极性能并降低成本。为进一步优化设计Pb-Ag-RE阳极的成分、结构和性能，本项目拟开展RE对Pb-Ag-RE三元合金阳极金相组织、氧化膜结构及电化学性能的影响机制研究。 项目在获得成分和金相组织可控的Pb-Ag-RE三元合金的基础上，剖析RE元素对金相组织的作用机理；通过电化学扫描探针显微镜等手段，研究各金相组织在极化过程中表面氧化膜的物相演变及结构特性，建立金相组织-氧化膜结构关系模型，阐述RE对氧化膜形成过程及结构的影响机制；研究氧化膜的微观腐蚀过程及氧化膜｜溶液界面的析氧历程，揭示RE对Pb-Ag-RE合金阳极电化学性能的影响机制。 项目成果可为耐腐蚀、高析氧电催化活性、高强度低Ag含量Pb-Ag-RE三元合金阳极的设计提供理论支持，并促进Pb合金金相电化学的发展。

结项摘要

项目制备了成分和金相组织可控的Pb-Ag-RE三元合金，剖析了RE元素对金相组织的作用机理；分析了氧化膜的生长机制，阐述了RE对氧化膜形成过程及结构的影响；研究了Pb-Ag-RE合金阳极的电化学行为和腐蚀行为，并对析氧过程进行了分析。.(1) 研究了Pb合金的制备工艺，确定最佳熔炼温度为650oC。制备了不同成分与含量的Pb-Ag-RE合金，Pb-Ag合金固溶体为柱状晶，排列整齐，晶粒与晶粒之间存在Pb-Ag共晶相。RE使晶粒由柱状晶变为等轴晶，晶粒内部均匀分布有大量的第二相。采用压延和热处理，调控Pb合金的金相，压延面的晶界密度明显变小，偏聚相被破坏，亚晶在快速热处理中数量减少。.(2)研究总结了Pb基合金的组织结构对氧化膜物相演变的影响规律；RE含量增加可以使表面膜层变厚，更加稳定。氧化膜越稳定，膜层修复速度越慢，减少基底的氧化腐蚀，降低阳极的腐蚀速率。压延工艺使阳极膜层的厚度增加，具有更致密的结构，从而增强耐腐蚀性能。表面热处理工艺通过亚晶的消除，通过亚晶长大，降低亚晶界比例，有利于氧化膜的快速生长。.(3)研究了Pb-Ag-RE合金阳极的电化学行为和耐腐蚀性能。RE的加入可细化和净化晶界，大大减少晶界和枝晶界腐蚀。过多的稀土易产生偏聚，导致局部腐蚀。而压延阳极在横截面上没有连续完整的晶界和枝晶界网络，且晶界密度小，腐蚀只能一层一层地向内部发展，大大降低了腐蚀速率。通过快速热处理，在不影响二次相离散分布的基础上，通过亚晶长大，降低了亚晶界比例，从而有更好的耐蚀性。.(4) 分析了Pb-Ag-RE 合金在电解液中的阳极析氧过程，对比研究了Pb-Ag 和Pb-Ag-RE两种合金在含氟/氯H2SO4溶液中的析氧催化行为。RE使氧化膜层外部的膜层疏松，稳定性提高，减少鳞片脱落。RE使基底的晶界密度减少，晶界细化，减少晶间腐蚀。压延阳极和热处理阳极的tafel曲线表现出明显的双斜率特性，速控步骤与反应活性位点处水分子的吸附有关。.项目成果可为高性能Pb合金阳极的设计提供理论支持，对降低阳极原料消耗和成本，减少阳极腐蚀，提高阴极产品质量，具有重要的工业意义。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（3）
专利数量（7）
含Al、Ca复合除氟剂在含氟硫酸锌溶液中的除氟性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国有色金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘争伟;于枭影;钟晓聪;杨凡;蒋良兴;刘芳洋;赖延清
  • 通讯作者：
    赖延清
Electrochemical behavior of Pb–Ag–Nd alloy during pulse current polarization in H2SO4 solution
Pb-Ag-Nd合金在H2SO4溶液中脉冲电流极化过程中的电化学行为
  • DOI：
    10.1016/s1003-6326(15)63774-8
  • 发表时间：
    2015-05
  • 期刊：
    Transactions of Nonferrous Metals Society of China
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Xiaocong Zhong;Xiaoying Yu;Liangxing Jiang;Fei Li;Jie Li;Yexiang Liu
  • 通讯作者：
    Yexiang Liu
铅合金微观结构对其腐蚀行为的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    钟晓聪;蒋良兴;吕晓军;刘业翔
  • 通讯作者：
    刘业翔
Novel phosphorus-doped lead oxide electrode for oxygen evolution reaction
用于析氧反应的新型磷掺杂氧化铅电极
  • DOI：
    10.1039/c3ra45760e
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Yuan Li;Liangxing Jiang;Jie Li;Yexiang Liu
  • 通讯作者：
    Yexiang Liu
Ag和RE含量对Pb-Ag-RE合金阳极电化学性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国有色金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    桂俊峰;蒋良兴;钟晓聪;于枭影;赖延清;李劼;刘业翔
  • 通讯作者：
    刘业翔

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  • 通讯作者：
    杨波

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基于硼势调控的Ti基TiB2/TiB渗层可润湿性阴极的形成机制与可控制备
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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