电解氧化法膨胀石墨形成机理研究

采用现代测试方法对电解氧化法制备的膨胀石墨各阶段产物进行了表征 ,对其形成机理作了一些探讨。结果证实 ,在氧化过程中 ,层间表面的石墨被氧化后 ,与嵌入层间的H2 SO4、H2 O等生成层间化合物 ,该化合物瞬间受高热而分解 ,产生的推力使石墨沿C轴方向膨胀 ,而层平面碳 -碳结构未被破坏。     

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.     

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?..     

石墨－AlCl3的熔盐电解合成及电化学性能

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剂中的出现，人们对石墨层间化合物制备^[1-3]、性质和结构^[4-7]进行了详细研究.     

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％。     

Ru-Ir-Ti氧化物阳极正反电流电解失效机理研究

应用热分解法制备适用于海水电解的钛基金属氧化物阳极.由SEM、EDX和XRD分析表征该阳极的形貌、成分及相结构,结果表明,烧结后阳极表面形成了固溶体结构,分别为(Ru,Ir,Ti)O2和(Ir,Ti)O2,失效后氧化物阳极的固溶体结构几乎完全消失,活性物质丧失.强化正反向电流寿命测试、循环伏安曲线和电化学阻抗谱等测试表明,失效后氧化物阳极表面的电化学活性点大大减少,同时膜电阻增加,这是由于活性物质脱落导致的,进一步说明正反向电流导致阳极表面活性物质脱落是氧化物阳极失效的根本原因.     

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。     

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。     

海水电解Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层研究

应用热分解法制备不同组分的Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层,并由SEM、EDX、强化电解寿命、电流效率、抗Mn2+污染、极化曲线和循环伏安等实验方法研究该Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层的物理性能和电化学性能.结果表明,优化配方的Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层对电解海水具有较好的综合性能.     

熔盐电解法制备镨钕钆合金的研究

本工艺采用熔融氟化锂-氟化镨钕-氟化钆熔盐三元体系为电解质,通过电解氧化钆与氧化镨钕混合物的方法,制备了成分稳定的镨钕钆合金,同时就电解质组元、温度、阴极电流密度、加料速度对电解过程的影响进行了试验研究。结果表明:在试验条件下可以生产钆含量(10~15)%±0.5%(质量分数)的镨钕钆合金,金属直收率大于98%,电流效率大于78%;产品含碳小于0.05%,含铁小于0.3%,含Ca,W均小于0.01%,同时具有成本低、工艺稳定、产品质量好等优点。     

Lithium Recovery from Radioactive Molten Salt Wastes by Electrolysis

In order to determine the operating conditions of an electrolyzer to recover lithium metal from molten salt wastes composed of LiCl, Li₂O, Cs₂O, and SrO, electrolytic reduction experiments have been carried out in a single compartment electrochemical reactor with a mono-polar connection. All the combinative experiments were conducted in an argon atmospheric glove box, and each applied potential-current value was synchronously measured and analyzed in aspects of the preferentially recovering probability of lithium in mixed phases. The effect of the electrode surface area on the current was also observed. Based on our experimental results compared with electrochemical thermodynamic evaluation, it is revealed that Li₂O can be preferentially reduced to lithium by controlled LiCl concentration and applied potential.     

LiCl-KCl熔盐中纯氧氧化提纯单壁碳纳米管

以LiCl-KCl(wLiCl∶wKCl=55∶45)熔盐为反应介质,对在熔盐中纯氧氧化提纯单壁碳纳米管(SWCNT)进行了研究.发现可以通过控制熔盐温度和氧气流量来控制氧化反应温和地进行.将5gSWCNT粗产品分散在200g熔盐中,在470℃下用300mL?min-1氧气氧化2h可获得3.8%SWCNT收率.采用TEM,SEM,TGA和Raman谱对提纯前后SWCNT的形貌和组成进行了分析,发现提纯后SWCNT产品中无定形碳被有效去除,而SWCNT结构未发现明显变化.     

天然石墨负极的改性研究

天然石墨作为锂离子二次电池负极材料得到了广泛关注. 针对天然石墨负极的体积效应和表面活性基团的不利影响, 通过溴化和高温煅烧处理制备石墨插层化合物中间体和适度膨胀的石墨样品以改善其倍率和循环寿命. 样品利用X 射线衍射(XRD)、扫描式电子显微镜(SEM)和比表面积检测(BET)分析其结构特征, 结果表明膨胀石墨样品石墨层剥离晶粒增大. 恒流充放电和循环伏安扫描测试结果表明改性后的石墨样品其倍率性能和循环稳定性均得到明显改善.     

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.     

熔盐电化学创新研究——武汉大学电化学研究中心熔盐电化学研究工作简介

简要介绍近3年武汉大学电化学研究中心在熔盐电化学方面的若干研究进展:1)熔盐电解固态化合物制备单质硅及其合金以及无机功能材料;2)适于高温熔盐的全密封长寿命Ag/AgCl参比电极和可负载微量粉末的金属腔(坑)工作电极新技术;3)“三相界线电化学”新概念以及描述三相界线在薄层固态化合物电解还原过程中扩展变化的薄层模型.     

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.     

熔盐锌热法制备三维多孔碳用于高性能钾离子电池负极材料

采用熔盐锌热法,以蔗糖为前驱体成功制备了三维多孔碳材料,并将其用作钾离子电池负极材料。所制备的三维多孔碳具有大量相互贯通的孔道,有效地缓解了电极在充放电循环过程中的体积效应,提高了电解液对电极的浸润性,缩短了钾离子的扩散路径,从而展现出优异的循环稳定性和倍率性能。三维多孔碳电极在0.5 A·g-1的电流密度下,经过2500次循环后仍展现174.6 mAh·g-1的比容量,甚至在4.4 A·g-1的高倍率下容量仍保持在170 mAh·g-1。     

熔融碳酸盐燃料电池阳极材料表面改性

选择铌作为合金化元素，通过氟化物熔盐电化学表面合金化的方法对熔融碳酸盐燃料电池阳极材料镍进行表面改性，改性后的阳极材料的耐蚀性能与电催化性能均得到明显的改善。