Pr(Ⅲ)离子在LiCl-KCl熔体中Bi膜W电极上的电化学行为

采用循环伏安、方波伏安、计时电位和开路计时电位等电化学方法研究了Pr（Ⅲ）离子在LiCl-KCl-BiCl₃熔体中W电极上的电化学行为。循环伏安和方波伏安的研究表明,Pr在预先沉积的Bi膜电极上发生欠电位沉积是由于生成了Pr-Bi金属间化合物,导致Pr（Ⅲ）在Bi膜电极上的还原电位比在W电极上还原电位更正。从开路计时电位曲线可以观察到两相共存的Pr-Bi金属间化合物的两个平台。利用开路计时电位计算了723-873 K温度范围内Pr在Pr-Bi合金中的活度和偏摩尔Gibbs自由能以及Pr-Bi金属间化合物的生成Gibbs自由能。通过恒电位电解,在液态Bi电极上得到了Pr-Bi合金,并采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）附带能量散射谱（EDS）对样品进行了表征,结果表明所得到的Pr-Bi金属间化合物为PrBi₂和PrBi。     

Dy(Ⅲ)离子在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为及Dy-Ni金属间化合物的选择性制备

采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等电化学方法研究了Dy(Ⅲ)离子在LiCl-KCl 共晶盐中的电化学行为及Dy-Ni 合金形成的电化学机理. 循环伏安和方波伏安法研究表明, Dy(Ⅲ)离子的电化学还原过程为三个电子转移的一步反应. 与惰性W电极相比, Dy(Ⅲ) 离子在Ni 电极上的循环伏安曲线多出了三对氧化还原峰,是由于Dy与Ni 形成了合金化合物, 导致Dy(Ⅲ)离子在活性Ni 电极发生了欠电位沉积. 采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对恒电位(-1.6, -1.8 和-2.0 V)电解制备的Dy-Ni 合金进行分析, 分别获得了DyNi₅, Dy₂Ni₇和DyNi₂金属间化合物. 实验结果表明, 通过控制电位进行恒电位电解可以有选择性地制备不同的金属间化合物.     

LiCl-KCl-LaCl3熔盐体系中La(III)的电化学行为

在773 K条件下,研究了La（III）在LiCl-KCl熔盐中W和Ni电极上的电化学行为。La（III）还原反应是一步三电子转移的准可逆反应;通过在Ni电极上直接电沉积La的方法可以获得La-Ni金属间化合物;恒电位电解可以获得含三种金属间化合物（LaNi₅、La₇Ni₁₆和La₂Ni₃）的La-Ni合金层,并且通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜-能谱分析仪（SEM-EDS）确定物相并表征结构。采用开路计时电位法估算了LaNi₅金属间化合物的标准生成吉布斯自由能。揭示了恒电位电解方法是制备La-Ni镀层合金以及提取熔盐中La的有效方法。     

LiCl-KCl熔盐体系中镨(Ⅲ)在镍电极上的电化学行为

采用循环伏安、 方波伏安、 计时电位和开路计时电位等电化学方法研究了Pr(Ⅲ)离子在共晶LiCl-KCl熔盐中Ni电极上的电化学行为及Pr-Ni合金化机理. 结果表明, Pr(Ⅲ)离子的电化学还原过程为三电子转移的一步反应. 与惰性Mo电极上的循环伏安曲线相比, Pr(Ⅲ) 离子在活性Ni电极的循环伏安曲线上还出现了4对氧化还原峰, 表明Pr(Ⅲ)离子在Ni电极上发生欠电位沉积, 是由于生成不同的Pr-Ni金属间化合物. 采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜-能谱仪等对恒电位电解的产物进行了表征. 结果表明, 在不同电位下进行恒电位电解时, 每个电位上只得到一种Pr-Ni金属间化合物, 分别为PrNi₂, PrNi₃, Pr₂Ni₇和PrNi₅.     

氯化物熔盐体系中Gd的电化学行为及提取效率的评估

研究了773 K时GdCl₃在LiCl-KCl熔盐体系中在Mo和Al 电极上的电化学行为和热力学特性. 利用开路计时电位曲线得到了Gd(III)/Gd(0)体系在723-873 K温度范围的平衡电极电位和表观电极电位. 结果表明: 平衡电极电位和表观电极电位随着温度的升高而变正. 通过吉布斯自由能变进一步计算得到了GdCl₃在LiCl-KCl熔盐体系中不同温度下的活度系数. 结合稳态极化曲线, 求得去极化值, 并通过热力学计算, 求得773 K时Gd的理论提取效率. 在773 K时, 在LiCl-KCl-GdCl₃体系中, 以Al 为工作电极在-1.5 V左右通过恒电位电解提取Gd, 电解20 h后实际电解提取效率为94.22%. 对电解沉积物进行X射线衍射(XRD)分析, 检测到了Al₃Gd合金相.     

在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐体系中电化学共还原提取钕

针对镧系元素钕,本文通过循环伏安、开路计时电位、方波伏安等方法研究了773 K时Nd（Ⅲ）在钼电极上在LiCl-KCl-ZnCl₂熔盐体系中的电化学行为及Zn-Nd合金的形成过程. 结果表明：在LiCl-KCl-ZnCl₂熔盐中,Nd（Ⅲ）在预先沉积的Zn 阴极上欠电位沉积形成三种Zn-Nd金属间化合物. 基于电化学行为研究,采用恒电位电解提取Nd并用方波伏安曲线测量来检测Nd（Ⅲ）离子浓度的变化,然后通过电解前后Nd（Ⅲ）离子浓度变化评估了Nd的电解提取效率. 实验结果表明：-1.84 V恒电位电解进行50 h后,Nd（Ⅲ）离子浓度接近于零,提取效率为99.67%. 在973 K时通过恒电流电解提取Nd并获得了Zn-Nd合金,通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）附带能量散射谱（EDS）对合金的相组成和微观形貌进行了分析. XRD分析表明在Zn-Nd合金中存在Nd₂Zn₁₇,LiZn 和Zn相,EDS能谱分析表明Nd在合金中的原子分数高达14.99%.     

KCl-MgCl2-K2ZrF6-ZrO2熔盐体系中Mg-Zr合金的制备

在1023 K条件下,开展了Zr（IV）在KCl-MgCl₂-K₂ZrF₆和KCl-MgCl₂-K₂ZrF₆-ZrO₂熔盐中Mo电极上的电化学实验,并获得如下结果：Zr（IV）还原为Zr（0）是通过两步反应,即Zr（IV）+ 2e^- → Zr（II）和Zr（II）+2e^- → Zr（0）。两个反应是准可逆的。KCl-MgCl₂-K₂ZrF₆-ZrO₂熔盐中的电极反应表明在预沉积的Zr上欠电位沉积Mg可以用来制备Mg-Zr合金。感应耦合离体子体-原子发射光谱（ICP-AES）分析结果表明,在1023 K和KCl-MgCl₂-K₂ZrF₆-ZrO₂熔盐中K₂ZrF₆含量在9.2%（w）条件下,恒电流电解获得的Mg-Zr合金中Zr含量可以达到7.2%（w）。并采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜-能谱仪（SEM-EPS）对合金进行表征。利用KCl、MgCl₂、K₂ZrF₆、KF和ZrO₂为原料,直接恒电流电解制备Mg-Zr合金是可行的,且在确定反应条件下实现合金中Zr含量可控;揭示了KCl-MgCl₂熔盐体系可以实现Mg和Zr的共电沉积,并且验证了直接电解ZrO₂获得Mg-Zr合金的可行性。     

在LiCl-KCl-ZnCl_2熔盐体系中电化学共还原提取钕

针对镧系元素钕,本文通过循环伏安、开路计时电位、方波伏安等方法研究了773 K时Nd(III)在钼电极上在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐体系中的电化学行为及Zn-Nd合金的形成过程.结果表明:在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐中,Nd(III)在预先沉积的Zn阴极上欠电位沉积形成三种Zn-Nd金属间化合物.基于电化学行为研究,采用恒电位电解提取Nd并用方波伏安曲线测量来检测Nd(III)离子浓度的变化,然后通过电解前后Nd(III)离子浓度变化评估了Nd的电解提取效率.实验结果表明:-1.84 V恒电位电解进行50 h后,Nd(III)离子浓度接近于零,提取效率为99.67%.在973 K时通过恒电流电解提取Nd并获得了Zn-Nd合金,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对合金的相组成和微观形貌进行了分析.XRD分析表明在Zn-Nd合金中存在Nd2Zn17,LiZn和Zn相,EDS能谱分析表明Nd在合金中的原子分数高达14.99%.     

Pr(III)离子在LiCl-KCl熔体中Bi膜W电极上的电化学行为（英文）

采用循环伏安、方波伏安、计时电位和开路计时电位等电化学方法研究了Pr(III)离子在Li Cl-KCl-Bi Cl_3熔体中W电极上的电化学行为。循环伏安和方波伏安的研究表明,Pr在预先沉积的Bi膜电极上发生欠电位沉积是由于生成了Pr-Bi金属间化合物,导致Pr(III)在Bi膜电极上的还原电位比在W电极上还原电位更正。从开路计时电位曲线可以观察到两相共存的Pr-Bi金属间化合物的两个平台。利用开路计时电位计算了723-873 K温度范围内Pr在Pr-Bi合金中的活度和偏摩尔Gibbs自由能以及Pr-Bi金属间化合物的生成Gibbs自由能。通过恒电位电解,在液态Bi电极上得到了Pr-Bi合金,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对样品进行了表征,结果表明所得到的Pr-Bi金属间化合物为Pr Bi_2和Pr Bi。     

LiCl-KCl熔盐中Gd(Ⅲ)在Bi电极上的电化学行为及Bi_xGd_y金属间化合物的热力学数据

采用多种电化学技术研究了在723~823 K范围内Li Cl-KCl熔盐中Gd(Ⅲ)在液态Bi电极和Bi膜电极上的电化学行为.利用开路计时电位法估算了Bi-Gd金属间化合物(Bi2Gd,Bi Gd,Bi3Gd4,Bi3Gd5)的活度、相对偏摩尔吉布斯自由能、生成吉布斯自由能、生成焓和生成熵等热力学数据.通过恒电流和恒电位电解,在液态Bi电极上制备了Bi-Gd合金,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能量散射谱(SEM-EDS)表征了其结构.在恒电流电解中所得金属间化合物为Bi Gd,而在恒电位电解中所得金属间化合物为Bi3Gd5.     

Electrochemical Formation of Al-Li Alloys by Codeposition of Al and Li from LiCl-KCl-AlF3 Melts at 853 K

The electrochemical behavior of Al(III) ions was studied in molten LiCl-KCl melts on a molybdenum electrode. Cyclic voltammetry, chronopotentiometry and chronoamperometry were used to explore the deposition mechanism of Al and Li. Cyclic voltammetry expriment indicates that under potential deposition(UPD) of lithium on pre-deposited aluminium led to the formation of liquid Al-Li alloys at 853 K. The diffusion coefficient of Al(III) ions at 853 K in LiCl-KCl-AlF₃(1%, mass fraction) melts was determined to be (2.79±0.05)×10^?5 cm²/s. Chronopotentiograms and chronoamperograms demonstrate that the codeposition of Al(III) and Li(I) ions formed Al-Li alloys at cathodic current densities higher than ?0.28 A/cm² or cathodic potentials more negative than ?2.20 V. X-Ray diffraction(XRD) pattern indicates that Al-Li alloys with different phases formed via galvanostatic electrolysis. Inductively coupled plasma(ICP) analyses of the samples obtained by electrolysis show that lithium and aluminium contents of Al-Li alloys could be controlled by AlF₃ concentration and current intensity.     

Electrochemical Behaviour of Magnesium(II) on Ni Electrode inLiCl-KCl Eutectic

The electrochemical behaviour of magnesium(II) and the formation mechanism of Mg-Ni alloys on Ni electrode were studied in LiCl-KCl eutectic using various electrochemical techniques. Cyclic voltammogram and square-wave voltammogram revealed that under-potential deposition of magnesium occurred on Ni electrode because Mg-Ni alloy compounds were formed. The thermodynamic properties of the Mg-Ni intermetallics, Mg₂Ni and MgNi₂, were determined using open circuit chronopotentiometry in the temperature range of 818―893 K. Moreover, the Mg-Ni alloys were produced by potentiostatic and galvanostatic electrolysis under different conditions and characterized by means of scanning electron microscopy(SEM) equipped with energy dispersive spectrometry(EDS) and X-ray diffraction(XRD). The experimental results indicate that Mg-Ni intermetallic compounds can be selectively produced by potentiostatic electrolysis.     

水热法制备Fe3O4/rGO纳米复合物作为锂离子电池阳极材料

以氢氧化铁为四氧化三铁的前驱体,氧化石墨烯（GO）为还原石墨烯（rGO）的前驱体,以水合肼和二水合柠檬酸三钠为混合还原剂,采用水热法制备了还原石墨烯负载四氧化三铁纳米颗粒（Fe₃O₄/rGO）的复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）对产物的形貌、结构和组成进行了表征。以锂片为对电极进行了扣式电池的组装,通过恒电流充放电和循环伏安法对其电化学性能进行了测试。材料具有均一的形貌,rGO具有较高的还原程度且可以在充放电过程中缓冲Fe₃O₄纳米颗粒的体积变化,使得Fe₃O₄/rGO纳米复合物具有较好的电化学性能。     

Ce掺杂Mn3O4及其电化学电容行为

用溶胶-凝胶方法合成了Mn₃O₄和Ce掺杂Mn₃O₄. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征. 采用循环伏安、电化学交流阻抗和恒流充放电技术对其电化学性能进行了测试. 研究结果表明, Ce掺杂对Mn₃O₄的形貌和电化学性能均有显著影响. 当Ce离子占金属离子总量的3%时, 掺杂Mn₃O₄的单电极比电容高达477 F·g^-1, 比未掺杂的提高了43.7%, 并且表现出更好的循环稳定性.     

微纳复合结构MFe2O4负极材料的可控合成与性能

采用新溶剂热体系一步合成MFe₂O₄(M=Zn/Co)负极材料. 通过调控反应时间可分别制备出由一次纳米颗粒组装成的亚微米级空心和实心球形结构复合材料. 与实心球形微纳复合材料相比, 空心球形微纳复合材料具有结晶度高、 颗粒粒径大、 放电比容量高、 循环性能好及电化学阻抗低等优点. 空心球形ZnFe₂O₄和CoFe₂O₄样品充放电循环50周后分别保持655和1180 mA·h/g的比容量, 远高于实心球形ZnFe₂O₄和CoFe₂O₄材料的305和524 mA·h/g, 说明微纳复合铁酸盐材料的结构和组装形式对其电性能有较大影响.     

Preparation and Electrochemical Properties of xLi2MnO3·(1-x)LiMn2O4 Composites

Li₂MnO₃-doped spinel LiMn₂O₄ composites were synthesized by sol-gel method to improve the electrochemical performance of LiMn₂O₄. The microstructures, morphologies and electrochemical performance of the obtained xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn₂O₄ composites were characterized by X-ray diffraction(XRD), scan electron microscopy(SEM) and a galvanostatic charge-discharge process. It was found that both Li₂MnO₃ and LiMn₂O₄ components exist in xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn₂O₄(02MnO₃·0.7LiMn₂O₄ composite shows the optimized electrochemical performance, including discharge capacity and cycle stability. It was demonstrated that Li₂MnO₃-doped spinel LiMn₂O₄ cathode material can work at wide potential window with quite good capacity retention and considerably larger reversible capacity compared to single-phase LiMn₂O₄ component.