| 摘要 | 第5-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第16-50页 |
| 1.1 金属镓性质、用途及其来源 | 第16-22页 |
| 1.1.1 镓的物化性质 | 第16页 |
| 1.1.2 金属镓的用途及其研究进展 | 第16-21页 |
| 1.1.2.1 GaAs半导体材料 | 第16-17页 |
| 1.1.2.2 CuIn_((1-x))Ga_xSe_2(CIGS)太阳能薄膜材料 | 第17-19页 |
| 1.1.2.3 Fe-Ga合金磁致伸缩材料 | 第19页 |
| 1.1.2.4 Ga基液态金属 | 第19-21页 |
| 1.1.2.5 Al-Ga合金制氢材料 | 第21页 |
| 1.1.3 提镓原料 | 第21-22页 |
| 1.2 金属镓提取技术及发展现状 | 第22-29页 |
| 1.2.1 典型稀散金属提取冶金共性方法 | 第22-24页 |
| 1.2.1.1 沉淀法与结晶法 | 第22-23页 |
| 1.2.1.2 萃取法 | 第23页 |
| 1.2.1.3 离子交换法 | 第23-24页 |
| 1.2.1.4 电沉积法 | 第24页 |
| 1.2.2 金属镓的提取技术 | 第24-29页 |
| 1.2.2.1 铝土矿提取氧化铝过程中回收镓 | 第25-27页 |
| 1.2.2.2 从冶锌渣中回收镓 | 第27-28页 |
| 1.2.2.3 钒钛磁铁矿中镓的提取 | 第28页 |
| 1.2.2.4 粉煤灰中镓的提取 | 第28-29页 |
| 1.3 粉煤灰多金属资源的综合利用需求分析 | 第29-34页 |
| 1.3.1 普通粉煤灰资源化利用现状 | 第29-30页 |
| 1.3.2 高铝粉煤灰综合利用现状及可行性分析 | 第30-34页 |
| 1.3.2.1 铝-硅-镓协同提取利用现状 | 第30-33页 |
| 1.3.2.2 金属镓提取的可行性分析 | 第33-34页 |
| 1.4 课题的提出与意义 | 第34-45页 |
| 1.4.1 课题的提出 | 第34-38页 |
| 1.4.2 金属电沉积的应用及理论基础 | 第38-42页 |
| 1.4.2.1 金属电沉积的历程 | 第38-39页 |
| 1.4.2.2 电极极化 | 第39页 |
| 1.4.2.3 电极反应动力学 | 第39-42页 |
| 1.4.3 金属镓电沉积研究进展 | 第42-43页 |
| 1.4.3.1 酸性溶液电解镓 | 第42页 |
| 1.4.3.2 碱性溶液电解镓 | 第42-43页 |
| 1.4.4 高铝粉煤灰电解提镓存在问题 | 第43-45页 |
| 1.5 研究思路及内容 | 第45-50页 |
| 1.5.1 研究思路 | 第45-46页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第46-50页 |
| 2 镓电沉积反应动力学及扩散过程基础研究 | 第50-74页 |
| 2.1 引言 | 第50-51页 |
| 2.2 实验部分 | 第51-55页 |
| 2.2.1 实验材料与设备 | 第51-52页 |
| 2.2.2 实验方法 | 第52-55页 |
| 2.2.2.1 镓电解过程 | 第52页 |
| 2.2.2.2 动力学参数计算方法 | 第52-53页 |
| 2.2.2.3 扩散参数计算方法 | 第53-55页 |
| 2.3 析氢伴随条件下镓电沉积动力学 | 第55-60页 |
| 2.3.1 镓电沉积控制步骤分析 | 第55-56页 |
| 2.3.2 电化学反应步骤动力学计算 | 第56-58页 |
| 2.3.3 扩散步骤动力学计算 | 第58-60页 |
| 2.4 低浓度镓电沉积扩散过程研究 | 第60-71页 |
| 2.4.1 碱浓度的影响 | 第60-63页 |
| 2.4.2 镓浓度的影响 | 第63-66页 |
| 2.4.3 传质过程的强化研究 | 第66-71页 |
| 2.4.3.1 脉冲电流 | 第66-68页 |
| 2.4.3.2 超声搅拌 | 第68-71页 |
| 2.5 本章小结 | 第71-74页 |
| 3 界面改性强化金属镓电沉积的研究 | 第74-94页 |
| 3.1 引言 | 第74-75页 |
| 3.2 实验部分 | 第75-76页 |
| 3.2.1 实验材料与设备 | 第75页 |
| 3.2.2 实验方法 | 第75-76页 |
| 3.3 电极表面活化对镓电沉积诱导期的影响 | 第76-84页 |
| 3.3.1 诱导期时间 | 第76-79页 |
| 3.3.2 镓电沉积成核动力学计算 | 第79-81页 |
| 3.3.3 电极表面活化对诱导期作用机理 | 第81-84页 |
| 3.4 表面活性剂对镓电沉积的影响 | 第84-91页 |
| 3.4.1 表面活性剂对阴极反应的影响 | 第85-87页 |
| 3.4.1.1 镓电沉积电流效率 | 第85页 |
| 3.4.1.2 析氢极化曲线 | 第85-86页 |
| 3.4.1.3 镓沉积线性伏安曲线 | 第86-87页 |
| 3.4.2 表面活性剂对镓沉积动力学的影响 | 第87-89页 |
| 3.4.2.1 Tafel拟合 | 第87-88页 |
| 3.4.2.2 电化学交流阻抗测试 | 第88-89页 |
| 3.4.3 表面活性剂对镓电沉积作用机理 | 第89-91页 |
| 3.5 本章小结 | 第91-94页 |
| 4 膜电解直接提镓与副反应的高效利用过程耦合 | 第94-114页 |
| 4.1 引言 | 第94-95页 |
| 4.2 实验部分 | 第95-97页 |
| 4.2.1 实验材料与设备 | 第95-96页 |
| 4.2.2 实验方法 | 第96-97页 |
| 4.3 碳分母液膜电解直接提镓 | 第97-98页 |
| 4.4 碳分母液膜电解副产物生成与调控规律 | 第98-109页 |
| 4.4.1 电流随电解时间的转化规律 | 第98-100页 |
| 4.4.2 阴极反应的调控规律 | 第100-102页 |
| 4.4.3 阳极反应的调控规律 | 第102-109页 |
| 4.4.3.1 阳极反应的H~+离子分配机制 | 第102-103页 |
| 4.4.3.2 电解过程中Na_2CO_3向NaHCO_3的转化规律 | 第103-104页 |
| 4.4.3.3 阳极液组成对H~+离子分配的影响 | 第104-105页 |
| 4.4.3.4 电流密度对H~+离子分配的影响 | 第105-106页 |
| 4.4.3.5 阳极材料对H~+离子分配的影响 | 第106-108页 |
| 4.4.3.6 搅拌对H~+离子分配的影响 | 第108-109页 |
| 4.5 膜电解过程耦合技术验证与能效评价 | 第109-111页 |
| 4.6 本章小结 | 第111-114页 |
| 5 多金属离子电沉积过程竞争调控与协同利用 | 第114-134页 |
| 5.1 引言 | 第114页 |
| 5.2 实验部分 | 第114-115页 |
| 5.2.1 实验材料与设备 | 第114-115页 |
| 5.2.2 实验方法 | 第115页 |
| 5.3 金属离子共存时镓电沉积电流效率与产物结构演变规律 | 第115-128页 |
| 5.3.1 典型金属离子存在下镓电沉积电流效率 | 第115-116页 |
| 5.3.2 Fe(Ⅲ)存在下镓电沉积的产物结构演变及成核行为 | 第116-120页 |
| 5.3.3 V(Ⅴ)存在下镓电沉积的产物结构演变及成核行为 | 第120-123页 |
| 5.3.4 金属离子对镓电沉积的作用机理分析 | 第123-125页 |
| 5.3.5 Fe(Ⅲ)和V(Ⅴ)对镓电沉积的协同作用 | 第125-128页 |
| 5.4 多金属离子电化学共沉积制备CuIn_(1-x)Ga_xSe_2太阳能薄膜材料 | 第128-130页 |
| 5.5 金属镓的电解精炼 | 第130-132页 |
| 5.6 本章小结 | 第132-134页 |
| 6 低镓高硫碱液阳极耐蚀性能与应用评价 | 第134-162页 |
| 6.1 引言 | 第134页 |
| 6.2 实验部分 | 第134-136页 |
| 6.2.1 实验方法 | 第134-135页 |
| 6.2.2 阳极和电沉积产物表征 | 第135-136页 |
| 6.3 含硫碱液中金属镓电沉积与不锈钢阳极的腐蚀行为 | 第136-146页 |
| 6.3.1 不锈钢阳极-含S~(2-)溶液体系镓的电沉积 | 第136-138页 |
| 6.3.2 不锈钢阳极在含S~(2-)碱液中的腐蚀行为 | 第138-142页 |
| 6.3.3 电沉积镓的产品质量 | 第142-144页 |
| 6.3.4 S~(2-)对镓电沉积作用机理 | 第144-146页 |
| 6.4 含硫碱液中镍阳极的耐腐蚀性能及镓电沉积的研究 | 第146-156页 |
| 6.4.1 金属镍在含S~(2-)碱液中的耐腐蚀性能 | 第146-149页 |
| 6.4.2 镍阳极-含S~(2-)溶液体系中镓的电沉积 | 第149-156页 |
| 6.5 Ni阳极-生产母液电解提镓放大验证 | 第156-159页 |
| 6.6 本章小结 | 第159-162页 |
| 7 结论与建议 | 第162-166页 |
| 7.1 结论 | 第162-163页 |
| 7.2 建议 | 第163-166页 |
| 参考文献 | 第166-176页 |
| 个人简历及发表文章目录 | 第176-178页 |
| 致谢 | 第178页 |
