稀土在氯化物熔盐中液体铝阴极上的去极化作用

利用液体阴极从熔盐中电解制备稀土合金,由于液体阴极上的会极化作用,比在固体阴极上析出要容易的多,电流效率也高得多,成为很有意义的工艺方法。     

氯化物熔盐中钕离子在铂电极上的电化学还原

利用极谱,Ⅲ利用电位阶跃研究了轻稀土离子在碱金属氯化物熔盐中的阴极还原。本文作者研究过Sm~(3 )在NaCl-KCl熔盐中的电还原。上述工作分别提出了稀土离子一步还原和分步还原的结论。本文采用线性扫描伏安法和恒电位电解,并配以扫描电子显微镜X射线能谱分析,对Nd~(3 )在Pt电极上的阴极还原过程进行了研究,利     

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)。     

离子液体在多孔碳电极上的电化学性能

制备了数种离子液体及离子液体有机溶液电解质,用线性电位扫描法测试了它们的电化学窗口;并通过循环伏安、交流阻抗、电势阶跃等电化学方法,对它们在多孔碳电极中的电化学性能进行了研究.实验结果表明:溶剂对1-乙基-3-甲基咪唑类离子液体有机溶液电解质的电化学窗口有较大的影响.离子液体及离子液体有机溶液电解质在多孔碳电极上的电化学性能与其电导率密切相关,电导率越大,充电时间常数越小,比容量越大;但比容量降低的倍率远小于电导率降低的倍率.     

基于氯化胆碱离子液体的铜电沉积研究（英文）

采用恒电流和恒电位方法,基于含有氯化铜溶液的乙二醇-氯化胆碱或硫脲-氯化胆碱离子液体,室温下在钢阴极上进行了铜的电沉积. 利用扫描电子显微镜和X-射线衍射技术研究了各种实验条件对电沉积的影响以及沉积层的形貌. 结果表明,室温下施加不超过-0.45 V的沉积电位和不超过-4.0 A·m^-2的沉积电流密度,可以同时从氯化胆碱基乙二醇和硫脲离子液体中沉积得到非常光滑、有光泽、致密且具有良好结合力、色泽鲜艳的铜金属涂层. 铜的电沉积阴极电流效率约为97%.     

在LiCl-KCl-NaCl熔盐体系中碳的阴极还原的研究

用循环伏安法和电位阶跃法研究了LiCl-KCl-NaCl熔盐体系中碳的阴极还原机理。在钨、铂、不锈钢等微电极上得到的伏安图表明碳的还原是由CO_3~(2-)离子经一步电化学反应实现的,电极反应速度控制步骤为CO_3~(2-)离子向阴极的扩散过程,还原过程具有反应物吸附特征。碳在W、Pt、不锈钢电极上析出电位分别为-2.05V、-1.745V和-1.90V(均相对于Ag/AgCl参比电极)。     

离子液体萃淋树脂及其在稀土分离和纯化中的应用

总结了作者及其团队近10年来在离子液体萃淋树脂的制备方法及其在稀土分离中的应用研究进展。离子液体萃淋树脂是一种新型的高效固体分离材料,其制备方法有物理负载法、化学负载法、溶解凝胶法和膜负载法等,所用载体一般为高比表面多孔的高分子树脂、SiO_2等。离子液体萃淋树脂具有离子液体的可设计性,可根据不同的结构需求设计合成出不同性能的离子液体萃淋树脂,同时可以减少萃取剂的流失,适用于高效和高选择性的分离和纯化稀土离子,是溶剂萃取法萃取分离稀土的有效补充和完善。     

SbO+离子的阴极还原

三价锑常用作锌粉置换法除去硫酸锌电解液中钻杂质的活化剂。在此过程中三价锑本身也被还原。置换反应本质上是一个电化学过程。因此,研究三价锑的阴极还原行为是有意义的。关于三价锑的阴极还原,Koval等研究了酒石酸盐溶液中Sb(Ⅲ)的电沉积。Tomlinson曾指出,在高电流密度下电解时,阴极上会析出锑化氢(SbH_3)。吴浩青等在研究酸性溶液中锑电极的电化学行为时,也曾指出了SbH_3的生成。本文采用旋转电极上的动电位扫描、旋转环盘电极以及交流阻抗技术研究硫酸钠溶液中SbO~+离子的阴极还原过程。     

电位活化现象与金属电沉积初始过程的研究

进行了恒电流电位-时间曲线和循环伏安曲线的测定，显示了铁电极进行氰化物镀铜时，镀层沉积前铁表面的电位活化过程. 对铁电极上焦磷酸盐镀铜的初始过程研究表明，由于铜的析出电位较正，铜是在未活化的电极表面上沉积的，因此镀层的结合强度很差.采用氩离子溅射和X射线光电子能谱相结合的方法，检测焦磷酸盐镀铜层和铁基体界面区含氧量的变化，证明了氧化层的存在. 通过添加辅助络合剂和控制起始电流密度的方法，可以增强无氰电镀时阴极的极化. 当铜的析出电位负于铁基体的活化电位时，可显示出铁表面的电位活化过程，定量测量镀层的结合强度也与氰化物电镀相近.     

CeCl_3和SmCl_3在氯化物熔盐中的电化学行为

利用计时电位法研究了Ce~(3+)在LiC1-KC1共晶熔体和Sm~(3+)在等摩尔KCl-NaCl熔体中固体阴极上的电化学反应。在LiCl-KCl熔体中,Ce~(3+)的电化学反应为:Ce~(3+)+3e→Ce°;在KCl-NaCl熔体中,Sm~(3+)为Sm_(3+)+e→Sm~(2+)。在600℃下Ce~(3+)的扩散系数Dc_e~(3+)=2.08·10~(-5)cm~2/s;Sm~(3+)的扩散系数与温度的关系式为:lgDs_m~(3+)=-2.802-250/T。实验结果表明,Ce~(3+)可完全放电变为Ce°;而Sm~(3+)在比其它稀土离子更正的析出电位下还原为Sm~(2+),在氧化还原条件下Sm~(2+)的电化学反应为;Sm~(3+)+eSm~(2+)。     

二元氯化物熔体中锂和钠离子析出电位的测定及去极化作用的研 究

本文利用I-V曲线法测定了锂和钠离子在二元混合氯化物体系(LiCl-KCl;NaCl-KCl)中的析出电位,为利用熔盐电解法制备低钠高纯铝-锂合金提供了理论依据。根据锂离子在铝阴极上产生的去极化值求出铝和锂发生合金化反应的热力学意义,提出二元合金类型与极化类型之间的经验关系。首次通过研究锂离子在铝合金电极上的去极化行为,发现某些第三合金元素的存在可以加强锂离子的去极化作用,为进一步制取低钠高纯三元铝-锂-M合金系列提供了参考。还研究了在氯化钾-氯化锂体系中,氯化锂浓度对锂离子在铝阴极上析出电位的影响,求出了氯化锂的平均活度系数。     

钇离子在氯化物熔盐中的电化学还原

利用循环伏安法、计时电位法和卷积伏安法研究了钇离子在LiCl-KCl熔盐体系中,钼电极上的阴极过程。结果表明,钇离子的电化学还原反应是简单的一步反应,阴极过程在较低扫描速度下接近于可逆过程,且受扩散控制。阴极产物为固态钇。     

共晶基离子液体的钴电化学沉积

通过恒电流和恒电位方法,研究了不同温度下脲-氯化胆硷（氯仿）基或乙二醇-氯化胆硷（氯仿）基离子液体中氯化钴溶液在铜和钢阴极上的钴电化学沉积行为. 采用扫描电子显微镜和X射线衍射技术,考察了不同试验条件对钴电沉积行为及钴沉积层形貌的影响. 结果表明,当沉积电位达到-0.8 V和沉积电流密度达到-6.0 A·m^-2时,温度范围从30 °C到90 °C,添加0.05 mol·L^-1的五氧化二磷,可以从脲基和乙二醇基离子液体中沉积得到光滑、发亮和良好结合力的金属光泽钴层. 电化学沉积钴的阴极电流效率达到98%.     

MgCl2-KCI—NaCI—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12～51mV,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1．56A／cm^2;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^＋→Mg^2＋ ＋Cl^-。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-1．595V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。     

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.     

稀土聚乙炔电化学

本文研究了稀土聚乙炔在水溶液中进行电化学掺杂和化学掺杂,及稀土聚乙炔的电位;用掺杂后的稀土聚乙炔作为水溶液体系一次电池的阴极,以镁作阳极构成半塑料电池;并研究了以稀土聚乙炔作为有机电解质体系可再充式电池的阴极,以锂作阳极的化学电源的电性能。     

磷钼钒杂多阴离子的液/液界面电化学研究

用循环伏安法研究了V^vMo11-V5^vMo7杂多阴离子在水/硝基苯界面的转移行为, 观察了溶液酸度对转移行为的影响及杂多阴离子稳定存在的pH范围, 钒取代的杂多阴离子稳定性较12-磷钼杂多酸显著提高, 但随钒原子数增加离子稳定性降低, 在"电位窗"内转移的离子主要为-4价, 转移过程为扩散控制, 由循环伏安实验得到了杂多阴离子的表观转移电位△0^wψ^0和转移自由能△Gtr^0^w^-^0,对于不同钒数的杂多阴离子, 其半波电位E1/2与pH关系均可用E1/2=A-37pH(mV)描述。     

LiF-BaF2-LiCl熔盐体系中Li+的电化学行为

运用三电极在电化学工作站AUTOLAB以循环伏安法、计时电流法和计时电位法研究了LiF-BaF₂-LiCl熔盐体系中1203 K温度下锂在钨（W）电极上的电化学还原过程及其控制步骤. 结果表明,Li⁺在W电极上的还原过程是一步得电子的准可逆反应,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4.5 × 10^-6 cm²•s^-1.     

熔盐电解制取钕-铝母合金的研究

在含30wt％ NdCl_3 的等摩尔KCl、NaCl熔体中,以下沉液态铝为阴极在700℃下系统地进行了熔盐电解制取钕—铝母合金的研究。采用纯氯化物熔体时,最佳电流效率仅达79％,因为该熔体在电解过程中造渣多,阴极上易生成枝状沉积物。机械搅拌能破坏枝状物的生长使电效提高到91％。针对造渣问题向氯化物熔体添加氟化物,以改善熔体性能提高铝热还原能力,在敞开式电解槽中勿需搅拌便能制得钕—铝母合金。研究了氟化物对熔体相变点和钕离子在铝阴极上析出电位的影响,阐明了氟化物的消渣作用。     

离子效应对纳滤膜表面Zeta电位测定的影响

采用流动电位法,用固体表面电位测定仪考察电解质溶液种类、浓度、p H对纳滤膜表面Zeta电位的影响。结果表明,二价离子溶液比一价离子溶液对纳滤膜表面Zeta电位作用明显,同价态离子的离子半径越小,Zeta电位越大;随着离子强度的增加,Zeta电位越小,在低离子浓度下Zeta电位值稳定性,重复性好;随着溶液p H的变化(3~10),纳滤膜的表面呈现两性性质,等电位点在p H 4.5~5.0之间。在测试纳滤膜表面Zeta电位时,推荐选择0.001mol/L的KCl电解质溶液。