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.     

Mo,W电极在MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐中电解镁的钝化行为

应用循环伏安法和计时电流法研究了Mg(Ⅱ)在MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2四元熔盐体系中于(Mo、W)阴极上的放电过程及其钝化行为.结果表明,W电极放电反应的可逆性比Mo电极的好.后者的计时电流曲线偏离线性特征,且其阴极钝化比W严重.     

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     

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.     

钙熔盐电解石墨阳极破损机理及防护研究

通过扫描电镜和电子探针分析钙熔盐电解中破损石墨阳极的结构和杂质,探索了其破损机理,认为主要是由于孔隙存在导致氧化和孔隙吸附电解质,电解质因水解、脱水等过程使其周围的石墨阳极颗粒受应力不平衡而发生破损.通过实验研制出适合于钙熔盐电解过程用的石墨阳极具有抗氧化性能的涂层,并对涂层进行了XRD,SEM分析和氧化失重实验.实验表明该涂层在680～750℃下成硼玻璃态,能渗透到石墨阳极孔隙中,涂层表面致密无裂纹且附着力强,因而具有较好的抗氧化能力.该涂层是一种适合钙熔盐电解的、性能优良的石墨阳极涂层.     

熔盐电解制取镧铜中间合金的研究

研究了铜电极在NaCl-KCl-LaCl_3熔体中的电化学行为,获知La~(3+)在铜电极上的还原过程是首先生成镧铜合金,然后才析出纯金属镧。对用自耗阴极法制取镧铜合金的工艺条件进行了探讨。电解制取了含镧高达90wt％的镧铜合金,其组成为LaCu_2和镧,电流效率可达85％,镧的回收率接近90％。     

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。     

NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼铈的研究

用Ce作为模拟金属,开展了NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼提纯金属Ce的研究,为乏燃料干法后处理提纯U, Pu等金属提供了研究基础。研究了CeCl3浓度、电解温度和阴极电流密度对电解精炼Ce的收率和电流效率的影响,得到优化的工艺条件为:CeCl3浓度为20%~25%,电解精炼温度为900~950℃,阴极电流密度为0.35~0.45 A·cm^-2,得到了成型致密的金属铈锭,产品的收率大于70%。杂质元素Al, Fe, Cu, Cr,Mn的含量均有大幅度的下降,尤其是Fe的去除效果明显从1300×10^-6降低为200×10^-6。     

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。     

熔盐电解合成希土六硼化物的研究——REBO_3、LiBO_2和LiF体系熔盐电解合成RER_6

本文在800℃和空气中电解REBO_3-LiBO_2-LiF(?)盐体系合成了单相的REB_6.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LiBO_2-LiF和LiBO_2-LaBO_3的低熔点组成以La_2O_3、B_2O_3、Li_2CO_3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REBO_3、LiBO_2和LiF三个物相组成.     

镁电解槽中制备镁稀土合金的电解工艺及机制研究

在模拟镁电解槽中,采用电解法制备出稀土含量<10%的镁稀土合金;研究了熔盐中RECl3和CaCl2的含量、电解温度和阴极电流密度对合金中RE含量和电流效率的影响。并采用循环伏安实验和还原实验研究电解制备镁稀土合金的机制。研究结果表明,电解制备镁稀土合金最佳的工艺条件为:熔盐中RECl3和CaCl2的含量分别为3%和10%(质量分数),电解温度为948 K,阴极电流密度约为8 A.cm-2。其电解过程机制为:阴极上只电解出金属镁,而后金属镁把稀土元素还原出来,形成镁稀土合金。     

3000A液态下阴极电解制备稀土金属关键技术研究

设计了一台3000A液态下阴极电解槽,阴极为轧制钨板设置在槽底部,电解过程中阴极表面形成一层金属液而充当液态阴极作用,继续析出的金属流入坩埚中,阳极为方块状石墨块,由导杆悬挂于可升降的水平导电母线上,阴极处于阳极投影下方,阴阳极之间水平平行布置.在此设计的电解槽上进行金属钕的电解试验,电解槽稳定运行,电解槽电压与传统上插阴阳极式电解槽相比,槽电压大幅降低至6V以内,电流效率达到80％以上,本文还考察了该电解槽的电压分布情况、电流电压曲线、电解槽的热场分布情况.     

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.     

MgCl2在LiCl-KCl熔盐中的电化学特性

研究了温度范围在723-908 K的LiCl-KCl 熔盐体系中MgCl₂的电化学行为和热力学性质. 循环伏安和方波伏安法研究表明镁离子的电化学还原过程为包含了两个电子转移的一步反应. 利用Berzins 和Delahay 方程计算了不同温度下的镁离子的扩散系数, 并通过Arrhenius 公式计算了镁离子在LiCl-KCl 熔盐体系中的扩散活化能. 采用开路计时电位法得到了不同温度下的Mg(II)/Mg(0)体系的平衡电位, 并结合电动势法计算了在LiCl-KCl 熔盐体系中Mg(II)/Mg(0)体系的标准形式电位. 根据不同温度下的标准形式电位, 计算得到了MgCl₂在LiCl-KCl 熔盐体系中的熵变和焓变以及不同温度下的活度系数.     

熔盐技术的应用

本文阐述熔盐技术在工业及科技领域中的应用。着重介绍熔盐电解冶金、表面处理，制取半导体、超导体单晶、氟化锆系玻璃，熔盐燃料电池、锂电池，原子能体系中应用的熔盐技术，以及熔盐氟化、氯化等实例和发展动向。     

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．     

石墨－AlCl_3的熔盐电解合成及电化学性能

石墨－ＡｌＣｌ_３的熔盐电解合成及电化学性能房艳，康永峰，葛芹，余世英（中国科学院青海盐湖研究所，西宁８１０００８）关键词：石墨插入化合物，电解合成，阴极材料自六十年代以来，随着石里扬人化合物（ＧＩＣ）材料在超导体、催化剂、高能量密度电池和有机反应试?..     

LaCl3—SrCl2—MgCl2三元体系相图

本文借助于ＤＴＡ和Ｘ射线结构分析测定了ＬａＣｌ３－ＳｒＣｌ２－ＭｇＣｌ２三元体系相图，发现它属简单低共熔型，体系内有对应于ＬａＣｌ３，ＳｒＣｌ２和ＭｇＣｌ２的３个液相面、３条２次结晶线和１个三元低共熔点Ｅ（１５．０ｗｔ％ＬａＣｌ３，４９．５ｗｔ％ＳｒＣｌ２，３５．５ｗｔ％ＭｇＣｌ２；５４５℃），并且在固相下有一个不稳定的化合物生成，在约５００℃时分解。