固态氧化物阴极过程的离子扩散模型及其Ta2O5熔盐电解验证

固态氧化物阴极在氯化钙熔盐电解质中的脱氧速率可依据氧离子的稳态扩散模型（PRS模型）由固态氧化物阴极孔隙率P,还原后金属与还原前氧化物之间的摩尔体积比R,还原后阴极的体积收缩率S等参数直接计算. PRS模型重要意义还在于可提供极简单的公式以预测不同金属氧化物还原时固态阴极的优化孔隙率,而固态阴极孔隙率对其脱氧速率有显著影响. 对于Ta₂O₅电解,其固态阴极孔隙率不易大于50%. 相关理论预测结果得到了固态Ta₂O₅在氯化钙熔盐中电解实验的良好验证,表明PRS模型对固态化合物阴极的快速、高效电解具有重要的指导意义.     

新型高温、长寿命氯化物熔盐参比电极的制备与研究

本文介绍一种全固态离子导电玻璃盐桥制备方法,并以此设计新型的Ag/AgCl高温参比电极.该电极制作简单, 具有电位稳定,重现性好,使用寿命长,不污染研究体系等特点.可在多种氯化物熔盐体系中反复使用,适用温度范围 400~900℃.     

对惠斯顿电桥法离子电导测量电路的讨论

采用平衡假设法推导了几种不同惠斯登交流电桥电路在测量电解液离子电导时的电桥平衡条件;探讨了几种电路的优缺点以及实际测量过程中可变电容及可变电阻的取值原则;有助于本科生深入理解并掌握离子电导的测量原理与方法。     

电极/离子液体界面电容

用电化学阻抗方法研究了铂片电极在BMIMPF6,BMIMBF4,BMIMClO4,BMIMTf2N,BMIMCl,BMIMBr,C3OHMIMBF4,C3OHMIMClO4和BMMIMPF6(BMIM:1-butyl-3-methylimidazolium;C3OHMIM:1-(3-hydroxypropyl)-3-methylimidazolium;BMMIM:1-butyl-2-methyl-3-methylimidazolium;Tf2N:bis(trifluoromethylsulfonyl)amide)等离子液体中的界面电容及结构.结果表明:当阴、阳离子半径相差不大且不存在特性吸附时,在零电荷电势附近,电极/离子液体界面的电容-电势曲线将出现电容单峰或者双峰.电极的零电荷电势对应于单峰的峰电势或者双峰之间的谷电势.当电极电势远离零电荷电势时,电极/离子液体界面成紧密层结构,可由紧密层理论来描述.如果存在离子的特性吸附,相应的电容峰可能不再出现,而表现为双层电容随电极电势对零电荷电势的偏离而单调增加.还研究了添加小的Li+离子对电极/离子液体界面电容的影响.通过向BMIMTf2N中加入LiTf2N,发现Li+离子可以改变电极/离子液体界面的双层结构,但无助于界面电容的提高,甚至可能引起电容的降低.最后探讨了不同条件下,尤其考虑阴阳离子特性吸附时,电极/离子液体的界面结构.     

Cr_2O_3粉末在CaCl_2熔盐中直接电化学还原的金属通腔电极研究

应用金属通腔电极研究Cr2O3粉末于熔盐中的电化学行为,验证了900℃下Cr2O3粉末在含镁量<0.005%氯化钙熔盐中的分步还原机理,估算其电化学还原动力学参数;并由扫描电镜观察产物形貌,分析电解电位和时间对金属颗粒尺寸的影响.     

瞬时离子释放扩散模型及熔盐电解固态WS_2制备纳米W的液相扩散研究

固态化合物熔盐电解冶金在21世纪初被提出后受到学术界和工业界的广泛关注.根据固态化合物电解的动态三相电化学界线模型,固态金属氧(硫)化物阴极在电解还原过程中,涉及O2?(S2?)在电解生成的多孔金属层中的液相扩散,但由于一直以来缺乏方便可靠的理论和实验方法,相关传质过程动力学的研究鲜有文献报道.本文引入多孔电极瞬时离子释放扩散模型,以粉末微腔电极为微型多孔电极,设计双电势阶跃实验研究了WS2在等摩尔比NaCl+KCl熔盐中电解时固态阴极中的液相扩散.实验结果与理论模型符合良好,973 K时,硫离子在孔隙率为69%的多孔金属钨层中的扩散系数为0.92×10?5 cm2/s,扩散活化能为53.4 kJ/mol.研究表明,二硫化钨在NaCl+KCl混盐体系中能够快速电解还原生成纳米金属钨,其中,S2?的扩散传质是整个电解过程的速度控制步骤.