[發明專利]一種制備含硫鎳材料的方法

無效

• 申請號: 201010595789.1
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102071441A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 江垚;賀躍輝;吝楠;張端鋒
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12;C25D21/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明公開了一種含硫鎳材料的制備方法，具體是指一種采用鎳硫離子直接反應后沉積的方式制備活性含硫鎳陽極材料的方法。屬于電化學技術領域。?

背景技術

含硫鎳材料主要是用作電鍍鎳工業的活性陽極材料。由于采用含硫鎳陽極可以有效降低槽電壓，提高沉積速度和電鍍效率，避免含氯電解液體系造成的設備腐蝕，以及獲得低應力鍍層等優勢，成為國際上最受歡迎的活性鎳陽極材料。?

加拿大INCO公司自開發了含硫鎳活性陽極材料以來，壟斷了該產品的國際市場。對其生產技術，特別是對供硫硫源采取嚴格的保密措施。目前我國對含硫鎳的生產技術仍處于摸索階段。當前國際上嘗試制備含硫鎳的方法主要有兩種：一是采用以含＝C-SO₂-基團的有機物為硫源的電解的方式，即在電解液中添加含＝C-SO₂-基團的有機物添加劑，使硫元素逐步被還原并沉積在鎳基體上；二是采用氣相沉積的方式，即在氣體狀態下使鎳硫元素通過分解沉積從而形成含硫鎳材料。生產過程中存在含硫鎳的質量不穩定，含硫量難以控制等問題。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝方法簡單、操作方便、工藝流程短、以含S化合物為硫源，通過在電鍍溶液中鎳硫元素直接化學反應制備含硫鎳材料的方?法。?

本發明一種含硫鎳材料的制備方法，是采用下述方案實現的：?

一種含硫鎳材料的制備方法，是在含鎳電鍍液的電鍍體系中，將含硫化合物溶液滴入電鍍液中陰極板附近；在陰極板上，NiS化學沉積與鎳的電沉積同時進行，制備出含硫鎳材料。?

本發明一種含硫鎳材料的制備方法中，所述電鍍體系的陽極采用金屬鎳或石墨材料；所述陰極采用金屬鈦或不銹鋼材料；所述陰極電流密度控制在5～10A/dm²；所述含鎳電鍍液中鎳離子的濃度為30～100g/L。?

本發明一種含硫鎳材料的制備方法中，所述含鎳電鍍液選自硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳、氟硼酸鎳溶液中的至少一種。?

本發明一種含硫鎳材料的制備方法中，所述的含硫化合物選自硫化氫、硫化鈉、硫化鉀、硫化銨中的至少一種。?

本發明一種含硫鎳材料的制備方法中，所述含硫化合物溶液的濃度控制在0.001～0.01mol/L，其在陰極板附近的滴加速度控制在0.04～0.2L/dm²·h；制備的含硫鎳材料的硫的質量分數在0.02％～0.2％。?

本發明由于采用上述工藝方法，將含硫化合物通入電鍍液中陰極板附近，在電場作用下，含硫化合物與電鍍液中的鎳離子按下式直接一步反應：?

S^2-+Ni²⁺→NiS↓?

反應產物NiS沉積在陰極上；同時，在電鍍過程中鎳在電場作用下在陰極上不斷的電沉積，即NiS的化學沉積與鎳的電沉積同時進行，從而制備出含硫鎳材料。?

通過控制鍍液中鎳離子的濃度及電流密度，將陰極和陽極水平放置，使陰?極的電鍍面朝上，可在陰極的電鍍面上得到含硫鎳材料。?

通過控制NiS的化學沉積和鎳的電沉積的過程，即控制電鍍過程的電流密度、鍍液濃度、含硫化合物的添加量及添加速度，可以實現含硫鎳材料中的硫含量的有效控制。其中：電流密度、鍍液濃度根據設計的含硫鎳材料中的鎳含量M_Ni計算得到；因為，M_Ni＝KQ，K為電沉積鎳的電化當量，是一個常數，即1.095，Q為電鍍過程的安時數；因此，當鎳含量M_Ni確定后，電鍍過程的安時數即可確定，從而，可以確定相應的電流密度及電鍍時間。當電鍍槽的體積確定后，即可以根據設計的含硫鎳材料中的鎳含量M_Ni，計算出電鍍液的最初濃度，要求電鍍液的最初濃度在電沉積析出M_Ni后，仍然能夠保持電鍍體系的正常工作。含硫化合物的添加量同樣根據設計的含硫鎳材料中的硫含量折算得到；在確定含硫化合物的添加量以及電鍍時間以后，則可以根據便于控制的添加速度，確定含硫化合物溶液的濃度。從而實現在一定范圍內較準確的控制所制備的含硫鎳材料中的硫含量。?

綜上所述，本發明工藝簡單、操作方便，通過選擇新的含S化合物硫源，采用硫的化學沉積和鎳的電沉積的共沉積方式來制備含硫鎳材料，有利于控制含硫鎳材料的硫含量，解決了當前含硫鎳材料的難制備以及含硫量難以控制的問題，制備出的含硫鎳材料，其含硫量可控制在0.02％～0.2％范圍內，產品質量穩定，工藝流程短，可實現規模化生產。?

具體實施方式

實施例1?