本文研究锰和二氧化锰同槽电解,特别着重于研究同槽电解过程中的传质机理,在实验过程中,采用了两极同温同槽电解的方法。论文使用了循环伏安、恒电位电解以及恒电流电解等方法研究了金属锰在不锈钢、铅和钛阴极上的沉积情况,并从实验结果分析以选择合适的电极材料,结果表明不锈钢电极在电解金属锰时得到的槽电压、阴极产物形态等优于铅阴极和钛阴极,所以选择不锈钢电极作为同槽电解的阴极。而且通过对比在有隔膜和没有隔膜的电解槽中电解金属锰的现象,发现隔膜对于金属锰的析出具有十分重要的作用,因此在同槽电解中也采用隔膜电解槽。论文中还通过实验比较了在40~80℃范围内分别在钛和铅阳极上电解二氧化锰的情况,发现在70℃以下钛阳极的钝化较严重,导致难以长时间连续电解和电流效率低下,而使用铅阳极却可以保持低而稳定的槽电压和较高的电流效率,所以可选择铅电极作为同槽电解的阳极。论文采用了X-射线衍射法来鉴别和确定目标产物的结构和组成。在确定了同槽电解的电极材料和电解槽结构之后,本文还研究了pH值和温度对于单独电解金属锰的影响,表明pH值是电解锰阴极电流效率高低的决定性因素,在同槽电解的实验工艺中,可供选择的阴极液pH值范围很小。同时将电解锰时的阴极电流效率随温度变化的关系曲线与上述在不同温度下使用铅阳极电解二氧化锰电流效率随温度变化的曲线综合起来发现:两者的交点位于50~55℃之间,但在65℃以下其分别对应的阴极和阳极电流效率对温度的变化都十分敏感,基本上分别呈直线下降和直线上升的趋势;当温度达到65℃以后,两者随温度的变化趋于平缓。为保证阴极和阳极上金属锰和二氧化锰的析出并达到较高的电流效率,使同槽电解顺利进行,论文选择50℃作为两极同温同槽电解的温度。金属锰的析出对电解条件有严格的要求,而二氧化锰的析出对电解条件的要求则相对宽松,所以在本文所涉及的同槽电解实验中主要研究了阳极液中各种组分浓度变化的影响,包括(NH4)2SO4浓度、MnSO4浓度以及pH值。研究表明隔膜两侧(NH4)2SO4的浓度差异会对槽电压有较大影响,但对阳极电流效率的影响不大;阳极液中MnSO4浓度的变化对槽电压和阴极电流效率的影响很小,阳极电流效率随MnSO4浓度增大而稳定上升,但阳极液中锰的有效利用率下降;当两极液中其他离子浓度相同时,阳极液pH值的变化对槽电压和阴极电流效率影响很小,对阳极电流效率影响稍大。论文中还考虑了在保持两极液中各离子起始浓度不变的情况下温度对同槽电解的影响,研究结果发现同槽电解阴极和阳极电流效率随温度的变化趋势分别与单独电解金属锰和二氧化锰基本一致,所以温度对同槽电