[發明專利]一種鋁電解槽陰極一體化成型用炭復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202210297433.2
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114525551B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 吳霄;吳志平;肖東輝
• 申請（專利權）人: 湖南禎晟炭素實業有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 王瓊琦

本發明涉及電極材料領域，具體為一種鋁電解槽陰極一體化成型用炭復合材料的制備方法，將1?氨基蒽醌、苯胺用乙醇溶解后，加入XCo₂O₄和石墨，混合攪拌后，用鹽酸調節混合液pH至1?2待用，另取過硫酸鹽引發劑用水溶解后用鹽酸調節pH至1?2，邊攪拌邊將其滴入混合液中，滴畢后，控制反應液溫度5℃以下反應15?20h，所得固體800?900℃碳化處理，本發明的炭復合材料具有灰分低、電阻率低、體積密度高、抗壓、抗折強度高等優點，導電性能優良，提高了電流效率、降低槽電壓、節省了能耗，能夠作為陰極滿足電解鋁低溫電解質體系的應用需求。

技術領域

本發明涉及電極材料領域，具體為一種鋁電解槽陰極一體化成型用炭復合材料的制備方法。

背景技術

電解鋁就是通過電解得到金屬鋁，電解鋁所使用的電解槽由槽體、陽極和陰極組成，多數用隔膜將陽極室和陰極室隔開，當電流通過電解槽時，在陽極與界面處發生氧化反應，在陰極與界面處發生還原反應，以制取所需產品，對鋁電解槽結構進行優化，合理選擇電極材料，是提高電流效率、降低槽電壓、節省能耗的關鍵。

發明內容

發明目的：針對上述技術問題，本發明提出了一種鋁電解槽陰極一體化成型用炭復合材料的制備方法。

所采用的技術方案如下：

一種鋁電解槽陰極一體化成型用炭復合材料的制備方法：

將1-氨基蒽醌、苯胺用乙醇溶解后，加入XCo₂O₄和石墨，混合攪拌后，用鹽酸調節混合液pH至1-2待用，另取過硫酸鹽引發劑用水溶解后用鹽酸調節pH至1-2，邊攪拌邊將其滴入混合液中，滴畢后，控制反應液溫度5℃以下反應15-20h，將固體濾出、水洗、乙醇洗滌、烘干后粉碎，800-900℃碳化處理，所述XCo₂O₄中，X為Fe、Mn或Zn中的任意一種或多種。

進一步地，所述1-氨基蒽醌、苯胺的質量比為1：8-10。

進一步地，所述XCo₂O₄和石墨的質量比為1：40-50。

進一步地，所述XCo₂O₄為Mn_yZn_1-yCo₂O₄，y為0.01-0.1，y優選為0.1。

進一步地，所述XCo₂O₄的制備方法如下：

將氯化X和氯化鈷加入水中，攪拌使其溶解后，加入CTAB，繼續攪拌后滴加氨水，滴畢后轉移至水熱反應釜中100-120℃反應6-10h，過濾，所得固體干燥后燒結。

進一步地，燒結的溫度為350-500℃。

進一步地，所述石墨為磺化瀝青改性石墨。

進一步地，所述磺化瀝青改性石墨的制備方法如下：

將瀝青、濃硫酸加入二甲苯中，攪拌反應5-8h，用堿液調節pH至8-9后，繼續攪拌反應2-3h，減壓蒸餾除去溶劑，剩余固體烘干后加入水中，攪拌均勻后過濾，將石墨加入濾液中，攪拌30-50min后升溫至80℃以上把水蒸干，剩余固體進行焙燒。

進一步地，焙燒時先一段升溫至450-480℃保溫2-4h，再二段升溫至900-1000℃保溫2-4h。

進一步地，一段升溫的速度為6-10℃/min，二段升溫的速度為3-5℃/min。

本發明的有益效果：