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)。     

NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3·LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件.研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A·cm-2.槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗.     

氧阴极用于电解电渗析法制备硅溶胶研究

通过对氧阴极电解电渗析槽和析氢电解电渗析槽的槽电压、电流效率、能耗等的比较,说明在电化学法制备硅溶胶过程中,用氧阴极代替析氢电极可将电解电渗析过程返回到电渗析过程。在电流密度０～１００ｍＡ·ｃｍ－２范围内,槽电压降低０．８６～１．３Ｖ左右,可节约电能１６％左右,而其电流效率则基本上不受影响     

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     

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。     

熔盐电解合成希土六硼化物的研究——REBO3、LiBO2和LiF体系熔盐电解合成RER6

本文在800℃和空气中电解REBO₃-LiBO₂-LiF熔盐体系合成了单相的REB₆.石墨川埚兼作容器和阳极.耐火金属棒如Cu和Mo等被悬吊在电解质中作为阴极.根据似二元体系LiBO₂-LiF和LiBO₂-LaBO₃的低熔点组成以La₂O₃、B₂O₃、Li₂CO₃和LiF为原料找到了具有较低熔点的熔盐体系.根据X射线粉末衍射,该熔体是由REBO₃、LiBO₂和LiF三个物相组成.     

YF3-LiF熔盐体系中氧化物电解共沉积钇镁合金的阴极过程研究

采用循环伏安法分别以钨丝和铂丝为参比和工作电极，光谱纯石墨棒为辅助电极，在820℃下研究了添加Y2O3和MgO的YF3-LiF熔盐体系中Y^3＋和Mg＆2＋在钨电极上的电化学还原过程。结果表明：Y^3＋和Mg^2＋的析出是可逆的简单电荷传递反应，且过程受扩散控制。其反应分别为：Mg^2＋＋2e→Mg；Y^3＋＋3e→Y。随着混合氧化物中Y2O3比例的增大，Y的析出电位向正方向移动，Mg的析出电位向负方向移动，两者的析出电位差减小，当Y2O3：MgO=4：1时钇离子和镁离子共放电析出。     

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.     

阴极等离子体电解法制备氧化铝纳米颗粒

以金属铝为阴极材料,以3mol·L-1浓度的NH4NO3水溶液为电解液,采用非对称电极阴极等离子体电解方法制备出氧化铝纳米颗粒.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对颗粒的形貌和结构进行了表征.结果表明颗粒以立方相Al2O3为主.还对放电过程的电流变化和发光现象进行了研究.结合实验结果提出了这种颗粒的生长机制.     

重稀土硫酸盐体系电解还原提纯镱的研究

采用电解还原方法，以钌-铱-钛合金网和汞为阳、阴极，在无气氛保护的条件下，实现了从重稀土(Tm，Yb，Lu)富集物的硫酸盐溶液中选择性地还原和提取镱。在获得稀土纯度达99．5％的YbSO4的同时，剩余物中的铥、镥也被富集了约3倍。研究中还对不同阳极和阴极材料的性能进行了比较和筛选，考察了体系的还原效率，以及电流、电压的时间响应过程。     

阳极结构调整对稀土电解槽的影响

以目前使用的6 k A稀土电解槽为研究对象,采用实验验证与数值模拟计算相结合的方式对采用不同阳极结构的稀土电解槽进行了全面分析讨论。使用斜角切割阳极片可以在维持电解槽槽电压、氧化物利用率、产品合格率等技术指标不变的情况下,克服传统正交切割阳极片在使用过程中随着阳极片反应消耗造成电流效率降低及缩短石墨坩埚使用寿命的现象。其可作为稀土电解槽工艺改造的一个发展方向。     

电极液酸度及稀土浓度对硫酸体系电解还原提纯镱的影响

研究了在硫酸体系中,采用钌铱钛合金网为阳极,金属汞为阴极,在无惰性气氛的保护下,尝试电解还原镱,在诸多电极条件实验中着重研究了阳极液酸度、阴极液酸度以及料液浓度变化时电流、目标离子的还原率等电解还原过程的变化。研究表明,当阳极液酸度为2.0 mol.L-1,阴极液pH=0.3,阴极液稀土料液浓度为0.5 mol.L-1时,镱的还原率可达95%以上,硫酸镱纯度达到99%以上,稀土总回收率高于99%。     

稀土对盐浴渗钒动力学的影响

在盐浴渗钒中添加稀土对表面渗钒有明显的催渗作用,渗钒速度约提高３０％－４０％,。对９５０℃经不同时间渗钒的试样测定渗层度（ｘ）。将ｘ及所对应时间（ｔ）代入经验公式ｘ＾ｎ＝Ｋｔ（ｌｎｘ＝ｌｎＫ／ｎ＋ｌｎｔ／ｎ）,经一元线性回归处理可知,ｘ与ｔ之间满足ｘ＾２＝Ｋｔ抛物线关系,添加稀土可以加快渗剂反应而增大渗剂钒势。稀土的强还原性使钢件表面的氧化还原而活性其表面,稀土渗入钢基体和ＶＣ渗层,会增大晶体缺陷密度,使碳原子扩散易于进行,稀土的添加可降低碳原子扩散激活能,起到催渗的效果。     

稀土对肝脏作用的机制

综述了稀土对肝脏作用的机制，稀土不仅能引起肝脏形态学的改变，当稀土进入肝细胞后可与多种蛋白质等分子发生相互作用，并影响多种酶的活性，还能通过信使分子干扰肝脏正常的生理功能。     

土壤发育过程中稀土元素的地球化学指示意义

研究了海南岛北部不同时期喷发的玄武岩上发育土壤中稀土元素的地球化学特征和行为,探讨成土元素的分异及其对土壤发育程序的指示作用。ＲＥＥ总量与成土年龄呈显著正相关,是指示土壤发育程序的良好指标。同时,随土壤发育程度的加深,ＲＥＥ出现分异,土壤中轻稀土逐渐富集,重稀土亏损,伴随的进一步发育,Ｃｅ逐渐向正异常而Ｅｕ向负异常方向演化。     

3kA钕电解槽流场中颗粒受力分析

近年来随着NdFeB永磁的应用发展,对金属Nd质量的要求越来越高,而电解过程碳颗粒运动及溶解对金属质量的影响至关重要。通过理论与数值模拟相结合的方式对流场中不溶于电解液的碳固体颗粒的主要受力类型进行梳理,对其运动轨迹进行数值模拟研究,针对稀土电解槽进行了颗粒-流场的计算及模拟,研究发现曳力及重力是颗粒在电解槽中起主要作用的力。曳力是改变颗粒运动轨迹的影响因素,且曳力随粒径的增大而增大。0.07 mm颗粒粒径是区分主要作用力是重力还是曳力的临界值,颗粒粒径越大,越不利于电解槽得到纯净的Nd单质。对进一步改进电解槽槽型,从而得到质量更好、杂质更少的稀土金属,并对后续各物理场对颗粒的影响提供参考意义。     

稀土离子的高能光谱

讨论了稀土离子在能量高于50000 cm-1(波长短于200 nm)的光谱, 包括4f-4f跃迁, 4f-5d跃迁, 4f-6s跃迁, 基质吸收和电荷迁移带. 利用Dorenbos 提出的公式 E(Ln,A)=49340-D(A)+ΔELn,Ce, 指认了Sm3 +离子在我们合成的Ba3BP3O12中的4f-5d跃迁的能量值为170 nm. 利用我们提出的稀土离子光学电负性χM 与标准还原电位E0Ln的关系式 E 0Ln(Lnn+→Ln(n-1))=4.273 χM-7.776 (其中 n=3或4), 从稀土离子的光学电负性χM与JJrgensen提出的公式Ec t=[χX-χM]×30000 cm-1, 估算出Er3+和Eu3+ 离子在含氧杂质的LiYF4∶Er和LiYF4∶Eu3+中Er-O和Eu3+-O的电荷迁移带的能量, 以及LiYF4∶Eu3+中Eu3+-F的电荷迁移带的能量, 估算值与文献报道的实验值基本相符.     

大电流稀土电解槽阳极结构研究

针对大电流稀土电解槽阳极消耗速率快、阳极消耗变形导致电热场分布不合理的现象,对15 kA大电流稀土电解槽阳极的实际消耗问题进行了分析,并运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极消耗过程和不同阳极倾角下的三维电热场进行了耦合模拟分析。结果表明:阳极消耗变形后,电解槽内上部电场分布比下部更加密集,高温区域向液面偏移;随着阳极斜向上倾角的增大,电解槽内电压降低,高温区域向槽底偏移,倾角为4°时电热场分布最为合理。最后结合现场试验,验证了试验结果和模拟结果的一致性。     

一类新型稀土配合物的合成与发光特性研究

合成了一类新型稀土配合物Eu(asprin)3phen和Tb(asprin)3phen,并将其掺杂到导电聚合物PVK中,制成结构了为ITO／PVK：RE配合物／LiF/Al的电致发光器件。很明显,在相同掺杂比例下,前者的电致发光中PVK发射所占比例较大,而后者的电致发光中PVK的发射几乎全部被覆盖掉了,进一步研究发现它们的光致发光中也有同样现象存在,这表明具有同等配体的此类铕、铽配合物的特性存在很大差别,并对这一差别作了初步讨论。