[发明专利]一种金纳米膜电极的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种金纳米膜电极的制备方法及其应用。

背景技术

现有技术中，黄金精炼主要采用电解法、化学法和萃取法等工艺。其中，金的电解精炼由于工艺流程简单、生产指标稳定、作业环境较好等优点而被大部分的黄金精炼企业所采用，但常规的电解方法存在有如下缺点：生产周期较长、过程金积压较多、能耗大、污染较为严重。

现有的用于上述电解法的金电极主要采用包覆纳米金属粉末制备工艺的方法，而纳米金属粉末的制备方法主要集中在水热的合成方法，例如CN101204655、CN1554503、CN1663715、CN1565727、US20040195107、US20070042116、US20070134407、US20040127353。该方法具有如下的不足：1、为保证纳米粉末的均一性和分散性，大多需要在反应溶液中加入一定的聚合物和表面活性剂类化合物，这在一定程度上影响了制备粉末的纯度；2、所制备的纳米粉末不易负载于载体上，这会影响其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种金纳米膜电极的制备方法及其应用。

本发明的另一目的在于提供上述金纳米膜电极的应用。

本发明的技术方案如下：

一种金纳米膜电极的制备方法，包括如下步骤：

(1)在电解槽中加入电解液，该电解液中包括浓度为0.5～2.5mM/L的AuCl₃溶液和浓盐酸，pH值小于1，该AuCl₃溶液种含有表面活性剂，所述表面活性剂为丙三醇、Triton X～100和十二烷基三甲基溴化铵的复配，其比例为1:1～6:2～9，该表面活性剂在AuCl₃溶液中的质量浓度为0.2～2.0％；

(2)将该电解槽置于超声波频率为15～50kHz的超声波体系中；

(3)将阳极和阴极置入电解液中，阳极为金，阴极为钛，阴极和阳极的间距为50～200mm；

(4)通电并控制电解电压为1～5V，电解液中的非对称电流密度为600～1500A/m2，电解时间为1～10min，电解反应温度为30～60℃，以使金在阴极析出形成金纳米膜，即得所述金纳米膜电极。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的AuCl₃溶液浓度为0.5～1mM/L，浓盐酸的加入量使所述电解液的pH小于1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述表面活性剂为丙三醇、TritonX～100和十二烷基三甲基溴化铵的复配，其比例为1:1～4:2～7，该表面活性剂在AuCl₃溶液中的质量浓度为0.2～0.8％。

在本发明的一个优选实施方案中，所述超声波体系的超声波频率为15～30kHz。

在本发明的一个优选实施方案中，所述阴极和阳极的间距为50～100mm。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)的电解电压为1～4V，通电时电解液中的非对称电流密度为600～1000A/m²，电解时间1～5min，电解反应温度为30～50℃。

本发明的另一技术方案如下：

上述的方法所制得的金纳米膜电极在黄金冶炼工艺中的应用。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用复配的表面活性剂和超声波技术的结合，同时通过对电解液浓度、电解时间及超声频率的调节，控制金纳米膜形态及厚度，可制备出合乎不同需求的金纳米膜电极；

2、本发明制备的纳米膜电极可以用于高纯度黄金精炼生产，利用金纳米膜电催化性质，降低氧化还原电位，提高电流密度，达到加快阴极金析出速度、降低原料金用量、降低能耗、提高金纯度等效果，从而达到较好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的金纳米膜电极的表面扫描电镜照片。

图2为本发明实施例2所制备的金纳米膜电极的表面扫描电镜照片。

图3为本发明实施例3所制备的金纳米膜电极的表面扫描电镜照片。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

一种金纳米膜电极的制备方法，包括如下步骤：