熔盐电解制备Ga—Nd合金的研究

Ga-Nd合金对磁性材料及半导体材料的研制是非常有用的。本文详细地研究了采用低熔点的镓作为阴极,从KCl-NdCl_3熔盐中电解制备廉价Ga-Nd合金的工艺条件。 本研究采用KCl-NdCl_3熔盐体系进行电解。KCl为分析纯。NdCl_3由Nd_2O_3(>99.99％)加过量NH_4Cl混合后,在大瓷蒸发皿中于350℃进行搅拌反应,直至产物完全溶于水。用滴定法确定原料中NdCl_3的含量。以金属镓作阴极(纯度为99.99wt％),阴     

熔盐电解法制备稀土合金研究进展

熔盐电解法制备稀土合金具有成本低、成份均匀且容易控制、质量较好、易实现连续化生产等优势.本文结合稀土合金在金属结构材料、磁性材料和贮氢材料中的应用,在介绍熔盐电解的知识进展的基础上,综述了稀土分别与镁、铝、铁、钴、镍、铜等组成的合金的熔盐电解制备研究进展,并对以后的研究工作进行展望.     

氯化钕熔盐电解的阴极过程

本文用循环伏安和计时电位法,在与金属钕处于平衡的KC1-NaCl-NdC1_3熔体中,研究钕离子在铂阴极上的电极过程。结果表明,在该体系中其阴极还原过程为二价钕离子直接放电还原为金属钕,Nd~(2+)+2e→Nd。电极反应为可逆的并受扩散控制,钕的析出电位在本实验条件下约为-3.2V(氯标)。     

熔盐电解法制备镁稀土合金的现状及展望

熔盐电解法是一种高效制备镁稀土合金的方法,工艺流程简便易于连续生产,而且制备的镁稀土合金成分均匀,不偏析。 不同稀土元素的熔盐体系也有所区别,重稀土元素一般采用氧化物电解法,而轻稀土元素则采用氯化物电解法。 针对以上不同的电解方法,本文从电解原料、电解槽结构、电极过程、电解工艺、尾气处理等多方面详细阐述了制备镁稀土合金的现状,并对电解法制备镁稀土合金的未来提出发展方向。     

镧石型碳酸镨钕向碱式碳酸镨钕的相转变反应特征及其应用

本文研究了镧石型碳酸镨钕[（PrNd）₂（CO₃）₃·8H₂O,LPN]在95℃的不同起始pH值的溶液中陈化不同时间所得样品的XRD衍射图,证明所得样品为碱式碳酸镨钕[（PrNd）（OH）（CO₃）,BPN]。为此,详细研究了这一相态转变的反应条件以及粒子特征变化。结果表明：LPN是由片状或条状结晶连生而成的聚集体,具有大的粒度和小的堆密度。当在热的水溶液中陈化时,由于水解反应而发生由LPN向BPN的相转变。这一相转变可以在95℃下pH=7以上的溶液中发生,其转化率随起始溶液pH值的升高和陈化时间的延长而增大。随着相转变的进行,溶液的pH值开始下降明显,而后趋于平缓。相应地,大的团聚体颗粒解散成小的单个粒子,导致粒度减小,分布变窄,氯根含量降低和堆密度的增大。而且,这些变化直接与溶液pH值和陈化时间相关。据此,发展了一种新的制备具有高堆密度、低氯根含量、细粒度和窄分布的新方法,而且通过改变相转变条件可以方便地调谐颗粒特征。     

镧石型碳酸镨钕向碱式碳酸镨钕的相转变反应特征及其应用

镧石型碳酸镨钕[(PrNd)2(CO3)3·8H2O,LPN]在95℃的不同起始pH值的溶液中陈化不同时间所得样品的XRD衍射图证明了LPN向碱式碳酸镨钕[(PrNd)(OH)(CO3),BPN]的相态转变。为此,详细研究了这一相态转变的反应条件以及粒子特征变化。结果表明:LPN是由片状或条状结晶连生而成的聚集体,具有大的粒度和小的堆密度。当在热的水溶液中陈化时,由于水解反应而发生由LPN向BPN的相转变。这一相转变可以在95℃下pH=7以上的溶液中发生,其转化率随起始溶液pH值的升高和陈化时间的延长而增大。随着相转变的进行,溶液的pH值开始下降明显,而后趋于平缓。相应地,大的团聚体颗粒解散成小的单个粒子,导致粒度减小,分布变窄,氯根含量降低和堆密度的增大。而且,这些变化直接与溶液pH值和陈化时间相关。据此,发展了一种新的制备具有高堆密度、低氯根含量、细粒度和窄分布的新方法,而且通过改变相转变条件可以方便地调谐颗粒特征。     

熔盐电解法制备纳米碳管及纳米线

以LiCl、LiCl+SnCl2等为熔盐电解质,采用电解石墨的方法制备了纳米碳管和纳米线,并运用TEM、XRD、EDS等分析手段对产物的形貌和结构进行了表征.结果表明,熔盐成分对电解产物的形态和性质有显著影响.在LiCl熔盐中可得到直径为75～100nm的纳米碳管;在LiCl+1.0%SnCl2熔盐中可生成β-Sn填充的纳米碳管.XRD测试表明,电解制备的β-Sn纳米线经氧化处理后在碳管内可转变为SnO2,其晶体结构为四方晶系,直径为20～50 nm.电解过程中Li+在石墨阴极上反应生成的LiC6化合物对纳米碳结构的形成具有重要作用.     

镨、钕、钐的茚基苯甲酸化合物的合成

1968年,Tsutsui和Gysling首次合成了镧系的三茚基化合物,其化学组成为(C_9H_7)_3LnC_4H_(?)O,Ln=La Sm,Gd,Tb,Dy,Yb.Maginn等最早发现二茂镧系的羧酸化合物在空气中有较高的稳定性,并认为这类化合物可能是二聚结构.对于羧酸配合物的红外光谱与配位行为的研究也有许多报道.Deacon等对(C_5H_5)_2YbOCOC_6F_5进行了单晶结构的测定,证实为二聚体.有关镧系茚基羧酸化合物的合成工作,文献中尚未见报     

CL-P507萃取色层分离镨、钕的研究

报道了P507萃淋树脂分离镨钕的双峰现象及其原因,料液中加入(CH_2)_6N_4可有效地消除双峰现象,且镨钕分离的最佳温度为～40℃。     

MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐电解镁机理

在725℃温度下,对MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐体系进行电解.研究结果表明,镁电解过程中阴极过电压ηc只有12～51 mV,电解过程的过电压主要是由阳极引起的;阴极还原过程的极限扩散电流密度id为1.56 A/cm2;镁离子阴极放电反应的电子转移数为1.98;2个电子转移步骤之前存在着前置转化步骤MgCl+ Mg2++C1-.应用循环伏安法对4种不同配比下的镁离子行为进行的研究结果表明,CaCl2质量分数从10%增加到40%,维持MgCl2质量分数为10%以及NaCl与KCl的质量比为6: 1不变,随着CaCl2质量分数的增加,镁离子结合成不易移动的络合阴离子,镁离子迁移的电流分数减小,镁离子的析出电位从-1.595 V逐渐负移至与钙、钠共同沉积,阴极峰值电流Ipc值逐渐增大,阳极峰值电位与阴极峰值电位之差的绝对值|φpa-φpc|逐渐增大,阴极放电反应的可逆性逐渐降低.     

熔盐法制备氧化锆纳米棒

采用非水解溶胶-凝胶工艺合成氧化锆干凝胶粉,然后将干凝胶粉与熔盐混合制备氧化锆纳米棒。借助DTA-TG、XRD、FE-SEM、TEM等测试手段研究了氧化锆的物相转变过程,探讨了熔盐种类与用量、氟化物的添加等工艺参数对制备氧化锆纳米棒的影响。结果表明：以NaVO₃为熔盐,用量为1：1（熔盐与干凝胶的质量比）,并且在添加氟化钠的条件下能够制备产率高,且沿[010] 方向择优生长的单斜氧化锆纳米棒;氟离子一方面加速了熔盐中Zr⁴⁺离子的传质,促使氧化锆干凝胶粉的溶解,另一方面吸附在氧化锆的高能晶面上抑制该晶面的生长,两者的共同作用促进了大量氧化锆纳米棒的形成。     

熔盐法制备氧化锆纳米棒

采用非水解溶胶-凝胶工艺合成氧化锆干凝胶粉,然后将干凝胶粉与熔盐混合制备氧化锆纳米棒。借助DTA-TG、XRD、FE-SEM、TEM等测试手段研究了氧化锆的物相转变过程,探讨了熔盐种类与用量、氟化物的添加等工艺参数对制备氧化锆纳米棒的影响。结果表明:以Na VO3为熔盐,用量为1∶1(熔盐与干凝胶的质量比),并且在添加氟化钠的条件下能够制备产率高,且沿[010]方向择优生长的单斜氧化锆纳米棒;氟离子一方面加速了熔盐中Zr4+离子的传质,促使氧化锆干凝胶粉的溶解,另一方面吸附在氧化锆的高能晶面上抑制该晶面的生长,两者的共同作用促进了大量氧化锆纳米棒的形成。     

Cu/MoS2的熔盐电解法制备及其在碱性条件下析氢反应性能的提高

通过熔盐电解法并掺杂过渡金属Cu制备2种不同纳米结构的Cu/MoS_2。采用涂敷法制备工作电极,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量散射X射线谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)以及各种电化学手段验证了其结构和性能。结果表明,纳米片状Cu/MoS_2在碱性溶液(1 mol·L~(-1)KOH)中表现出优异的析氢催化性能:在电流密度为10 mA·cm~(-2)时过电位为199.6 mV,Tafel斜率为59 mV·dec~(-1),双电层电容为26.1 mF·cm~(-2),等效电荷转移电阻为12.4Ω,具有较为良好的电化学耐久性和稳定性。     

熔盐电解制备CaB6晶体粉末及电极过程分析

研究采用CaCl2-NaCl混合熔盐电解制备CaB6晶体粉末的合成工艺,确定了电解反应的温度、电解电压、电解时间,对电流效率做了初步估算．同时,对电解生成的终产物的相组成、晶粒尺寸与形貌进行了X射线衍射、扫描电镜及能谱分析．实验结果表明,混合熔盐体系制备CaB6粉末的基本工艺条件是：氩气保护,电解槽电压2．8V,温度800℃下电解18h,所合成的CaB6粉末粒径范围为1～10μm,晶粒为规则的长方体．采用循环伏安法对电解阴极过程进行了定性分析．     

熔盐法制备结晶二氧化硅粉体

以硅酸四乙酯为原料,氯化钠和氯化钾为助熔剂和催化剂,采用熔盐辅助法制备了系列结晶二氧化硅粉体,其结构经XRD和SEM表征。研究了工艺参数对其性能的影响。结果表明:反应温度和熔盐组成对其结晶性和微观形貌具有显著影响。     

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%.     

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%.