酸性錫電解精煉電解液一般需添加10～20 g/L苯酚磺酸,然而,苯酚磺酸有毒有害,亟待開發新型綠色添加劑,為此,在解析傳統添加劑苯酚磺酸作用機制的基礎上,設計篩選新型綠色添加劑,并評估其可行性。首先,對比研究苯酚磺酸和甲苯磺酸對電解液溶解氧濃度變化、錫膠生成量和陰極錫形貌的影響,解析苯酚磺酸中酚羥基和磺酸基對電解液穩定性和陰極錫質量的影響機制。苯酚磺酸的酚羥基和磺酸基可分別通過還原機理和絡合機理抑制Sn(Ⅱ)氧化水解,提升電解液穩定性;此外,酚羥基可能還具有陰極整平作用,基于此,從具有還原性的磺酸類物質篩選出牛磺酸作為添加劑替代物,并進一步研究牛磺酸對錫電解過程中電解液穩定性、陰極錫質量和電流效率的影響,評估牛磺酸添加可行性。研究結果表明:牛磺酸可顯著提升電解液穩定性,效果優于苯酚磺酸;牛磺酸還可提高電流效率,并對Sn(Ⅱ)陰極沉積行為和陰極形貌和電位無不利影響;牛磺酸可以作為苯酚磺酸的綠色替代物以提升錫電解液穩定性。然而,鑒于牛磺酸陰極整平效果不明顯,在對陰極錫形貌有較高要求的應用場景中,可將其與整平劑組合添加來滿足應用要求。

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【部分圖文】：

圖1在35℃下靜置過程中不同溶液溶解氧飽和度的變化曲線

圖1所示為4種不同溶液在靜置6d過程中溶解氧飽和度的變化曲線。由圖1可見：在質量濃度為90g/LH2SO4溶液中，靜置過程溶解氧飽和度波動小，穩定在90%左右。對于BE溶液，靜置1d后，溶解氧飽和度僅為10%，遠比H2SO4溶液的小。隨著靜置時間延長，溶解氧濃度逐步上升，....

圖2不同組成溶液在35℃下靜置72h后生成的錫膠質量

圖3所示為在不同組成電解液中電解精煉產出的陰極錫表面形貌。由圖3(a)可見：在BE溶液中陰極錫表面整體上較平整，局部出現一些長條形凸起，在更高倍數形貌圖(圖3(b))中可發現，這些長條形凸起是柱狀錫晶粒。由圖3(c)可見：添加苯酚磺酸后，沉積的陰極錫表面平整程度(平整度)稍微增大....

圖3不同電解液中錫電解精煉獲得的陰極錫形貌(100A/m2,24h,35℃)

圖5所示為錫陰極在不同電解液中的陰極線性掃描曲線。由圖5可見：在BE溶液中，隨著電位負向掃描，在-0.95V附近出現明顯還原峰，對應于Sn(II)的還原沉積反應(Sn(II)→Sn)[17-18]；當溶液中添加苯酚磺酸后，Sn(II)還原峰峰值電流顯著減小。此外，隨著苯酚磺酸添....

圖4不同組成電解液在35℃下靜置72h后生成的錫膠質量

圖3不同電解液中錫電解精煉獲得的陰極錫形貌(100A/m2,24h,35℃)圖5Sn陰極在不同電解液中的LSV曲線(-0.87～-1.20V,5mV/s,35℃)

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