LiCl-KCl熔盐La^3+在钨电极上的电化学还原机理

以LiCl-KCl为电解质体系,LaCl3为原料,利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法研究773K时镧离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明,在773K、50%KCl-50%LiCl-2%LaCl3的熔盐体系中,镧离子在钨电极上还原是一步转移3个电子反应(La^3++3e→La),相对于Ag/AgCl电极析出电位为-2.05V;镧在钨电极析出过程中出现成核极化现象,且通过循环伏安和计时电流法可判断镧离子在钨电极上的析出还原过程为受扩散控制的准可逆反应,扩散系数D=6.36×10^-5 cm^2/s。     

LiF-CaF2-BaF2-ZrO2熔盐中Zr4+在钨电极上的电化学还原机理

以LiF-CaF₂-BaF₂为熔盐体系, ZrO₂为原料, 1 373 K条件温度下利用循环伏安法, 计时电位法, 计时电流法, 研究锆离子在钨电极上的电化学过程,对不同ZrO₂含量0.5 %,0.7 %,0.9 %的熔盐体系进行电化学分析,研究结果表明:Zr4+在钨电极上还原是通过两步得电子反应, 即Zr4++2e→Zr2+,Zr2++2e→Zr,相对参比电极铂还原峰分别为0.9 V和1.2 V,析出过程是受扩散控制的准可逆反应. 1 373 K时Zr4+在LiF-CaF₂-BaF₂-ZrO₂熔盐中的扩散系数D为6.7×10-6 cm2/s.      

KCl-NaCl-MgCl2熔盐中镁在铂电极上的阴极还原

采用循环伏安法、计时电流法和计时电位法研究了KCl-NaCl-MgCl2熔盐中镁在Pt电极上电解沉积的电化学还原机理及其控制步骤。结果表明:镁在Pt电极上析出,先与Pt形成合金,然后才以纯镁的形式存在;镁的析出过程是包含两个电子的受扩散过程控制的准可逆反应;并测定了不同温度下镁离子在熔盐中的扩散系数,结果表明扩散系数与反应温度之间的关系服从Arrhenius方程,即D=D0exp(-E/RT),其中E=36.1 kJ/mol,D0=0.0041 cm2/s。     

LiF-SrF2-SrO熔盐体系中Sr2+电化学行为的研究

在电化学工作站AUTOLAB 上采用三电极体系以循环伏安法、计时电流法和计时电位法研究了LiF-SrF2-SrO熔盐体系于1253 K温度下锶在钨电极上的电化学还原过程及其控制步骤.研究结果表明：Sr2+在钨电极上的还原过程是一步得两个电子的准可逆反应,析出电位在-1.0 V 附近.阴极过程受离子的扩散步骤控制,计算得出扩散系数为6.07×10-5 cm2/s.     

LiCl-LiF熔盐中Li_2CO_3在钨电极上的电化学行为

680℃、LiCl-LiF纯锂盐体系,以Li_2CO_3为原料熔盐电解法制备金属锂。采用电化学方法(循环伏安、计时电位法)分析了Li_2CO_3在钨丝工作电极上的电化学行为。金属锂在钨丝电极上的还原为一步得电子可逆反应过程,在氯气析出峰前的氧化峰为加入Li_2CO_3所致,Li_2CO_3在电场作用下分解成氧化锂和二氧化碳,氧离子在氯气析出峰前放电生成氧气。往LiCl-LiF熔盐体系加入1%Li_2CO_3使锂离子的扩散系数由1.98×10~(-8) cm~2/s减到0.82×10~(-8 )cm~2/s,最小还原电流密度由0.28A/cm~2增加到0.59A/cm~2,且锂离子在钨丝电极上的电化学还原过程由扩散环节控制。     

NaCl-KCl-NdCl3熔盐Nd(Ⅲ)在钨电极上的电化学还原机理

钕在乏燃料中占据较大比重,其分离效果对乏燃料后处理系统的循环有较大影响.为进一步了解钕在高温下氯化物熔盐的行为,本次实验在1073 K采用NaCl-KCl(摩尔比1∶1)电解质体系,加入质量分数为2％的NdCl3(1.23×10-4 mol·cm-3),以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法等电化学暂态测试研究了...     

NaCl-KCl-CaCl_2熔盐体系中Mg~(2+)在Mo电极上的阴极过程

采用钼电极,在973K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg~(2+)在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg~(2+)在钼电极上发生一步还原反应(Mg~(2+)+2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973K的不同方法计算的Mg~(2+)扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。     

氟化物熔盐中B(Ⅲ)的电化学还原

用循环伏安法和卷积技术研究了LiF-NaF低共熔体中,以KBF₄形式加入的B (Ⅲ)在铂电极上阴极还原机理.结果表明,B (Ⅲ)的电化学还原为简单的三电子一步反应,阴极过程在所研究的扫描速度下接近于可逆过程,且受扩散控制,硼在铂电极上形成可溶性产物.     

NaCl-KCl-LaCl_3熔盐La~(3+)在钨电极上电化学还原

采用NaCl-KCl作为电解质体系,以LaCl_3作为原料,控制温度在1073 K时,采用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、计时电位法(CP)等电化学研究方法来研究在钨电极上La~(3+)的电化学行为。研究结果表明,镧离子在钨电极上的电化学还原反应是一步转移三个电子,电极反应式为La~(3+)+3e→La;计时电流以及循环伏安均可证明镧离子在钨电极上的还原过程受扩散控制,扩散系数为6.87×10~(-5) cm~2·s~(-1)。     

MgCl2-KCl-SmCl3熔盐中Sm3+在钨电极上的电化学行为

随着我国科技与经济的高速发展,对能源的需求量日益增加,传统的材料已经无法满足科技的进一步发展,亟需一种以稀土作为原料的新型材料将其取代,因此,对稀土元素的探究显得尤为重要.将温度控制在1023K,在MgCl2-KCl熔盐体系中,运用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、计时电流法(CA)、计时电位法(CP)等电化学...     

NaCl-KCl-NaF-WO3熔盐体系W6+ 的电化学行为

实验以NaCl-KCl-NaF为电解质体系,WO₃为原料,利用循环伏安法、计时电位法、计时电流法和方波伏安法, 研究温度为973 K时钨离子在钨电极上的电化学过程.结果表明:W（Ⅵ）离子的还原过程分2步进行,第1步还原过程为两电子转移,电极反应方程式为W6++2e-→W4+; 第2步还原过程为四电子转移过程,电极反应方程式为W4++4e-→W,且都为准可逆反应. W（Ⅵ）离子在钨电极上的还原过程受扩散控制,扩散系数为1.05×10-9 cm2/s.      

Ca^2＋和Mg^2＋对CO2环境中点蚀形貌的影响

研究了CO2环境下P110油管钢在不同介质中的点蚀形貌。结果表明：点蚀形貌与腐蚀介质组成密切相关,在不含可生成难溶性碳酸盐的金属阳离子的介质中,P110油管钢的点蚀形貌为典型的V形点蚀坑;在含Ca^2 或Mg^2 的介质中,点蚀则表现为V形、半球形和闭 形3种形貌并存,蚀坑腐蚀产物的SEM分析证实,Ca^2＋、Mg^2 影响点蚀形貌的重要原因是：这些离子的难溶性碳酸盐在点蚀坑上部优先沉积,有效地抑制了点蚀坑上部的金属溶解速度,试验中还发现,Cl^-的存在并不是CO2环境中发生点蚀的很必要条件,但Cl^-会加速点蚀的发展。     

Nd(III)在NaF-KF熔盐钨电极上电化学行为

钕铁硼磁体中稀土元素钕占据较大比重,从钕铁硼废料回收稀土有重大意义。为进一步了解钕在高温下氟化物熔盐的行为,本文在1 063 K采用NaF-KF(摩尔比2:3)电解质体系,加入质量分数为1%的NdF₃,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法等电化学暂态测试研究了Nd(III)在惰性钨电极上的电化学过程,探究Nd(III)的还原机理。结果显示:Nd(III)于NaF-KF-NdF₃熔盐中在惰性钨电极上的电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的一步反应:Nd(III)+3e-=Nd,1 063 K时循环伏安法得到Nd(III)的扩散系数为2.107×10-5 cm2/s,钕的成核机制为瞬时成核。      

NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系电导率的研究

电导率作为一个重要的物理化学参数,对熔盐电解选择最佳电解质及电解温度等具有重要指导意义,通过对熔盐电导率的研究,可以间接地了解熔盐体系的离子结构.因此,关于NaCl-CaCl₂-CaWO₄ 熔盐体系导电性质的研究,对深入研究其电解机理则凸显重要,实验采用 CVCC 法测定 NaCl-CaCl₂- CaWO₄ 熔盐体系的电导率,并通过正交试验分析,研究该体系电导率与温度和熔盐组成摩尔比的关系.结果表明:升高温度或是增大 NaCl 对 CaCl₂ 的摩尔比,均能提高体系电导率,而组分摩尔比是影响体系电导率的主要因素,当 n（NaCl）∶n（CaCl₂）为 1∶1 时,即体系最低共熔点附近出现了电导率的最低值,并随着 NaCl 或 CaCl₂ 的增加,电导率也增加.      

Yb3+，Er3+掺杂Y2Ti2O7荧光粉的制备与上转换发光机理研究

采用溶胶-凝胶法制备合成了(Y_0.98-xYb_xEr_0.02)₂Ti₂O₇(x=0, 0.02, 0.04...0.10)荧光粉, 分别采用XRD和荧光光谱仪对样品的结构和上转换发光性能进行了表征.研究了Yb3+掺杂浓度对样品上转换发光性能的影响, 并对样品的发光机理进行了研究.结果表明, 所得样品为面心立方结构的烧绿石相.在980nm激发下, 样品展现出很强的上转换荧光发射并且发光颜色可以通过Yb3+掺杂浓度来调节.样品上转换绿光和红光发射均为双光子过程并且交叉弛豫过程在上转换红光发射过程中占据主导作用.      

Na2WO4与CaWO4在电解制钨过程中的解离及离子运动形式分析

对熔盐电解法在NaCl-KCl-Na₂WO₄ 和NaCl-KCl-CaWO₄ 体系制取钨粉的过程中采用瞬时断电计量,对电极产物进行X-射线衍射分析,对比分析Na₂WO₄ 和CaWO₄ 两种钨酸盐在熔盐中的解离运动形式,从而能够深层揭示体系的电解机理. 研究结果表明:由于活性物质本身的结构、外部条件及电解质体系、电子传递过程和扩散过程的影响,Na₂WO₄ 和CaWO₄ 在电解过程中的活性基团解离及离子运动形式有较大差别,Na₂WO₄ 以Na+和WO₄2-为活性离子基,而CaWO₄ 可视为中性分子团,其中的活性基团可近似为CaO·WO₃,电极的浓差极化仍是Na₂WO₄和CaWO₄电解过程的控制步骤.      

Y2O3-SiO2∶Eu3+,Bi3+荧光材料的结构及性能研究

用溶胶-凝胶法(Sol-gel法)低温合成了Y2O3-SiO2∶Eu3+,Bi3+红色发光粉.X射线实验研究发现,850℃时,样品晶体结构为Y2SiO5,属单斜晶系(a=9.012,b=0.979,c=6.630),空间点群为PI1/C;SEM实验显示发光体为不规则片层结构;粒度分析表明发光体粒度分布均匀,平均粒度为0.79μm;T≥600℃时,发光体出现温度猝灭现象.     

NaCl-CaCl2熔盐体系中电脱氧制备金属Fe的工艺研究

在NaCl-CaCl₂熔盐体系中采用FFC-剑桥工艺开展了Fe₂O₃电脱氧制备金属Fe的工艺研究。重点研究了烧结工艺和电解工艺等对熔盐中Fe₂O₃电脱氧过程的影响。采用SEM分析了烧结后Fe₂O₃的微观结构, 采用XRD分析了电解前后产物的物相组成, 得到了优化的电脱氧工艺条件为:槽电压为3.2 V, 电解时间为8 h, 烧结温度为800~900 ℃, 黏结剂用量为1.5%~2.5%和电解温度为680~722 ℃。同时, 在该熔盐体系中Fe₂O₃电脱氧机理为Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe。