KCl—NaCl熔盐体系中电镀钛的基础研究（一）

本文采用循环伏安法研究了KCl-NaCl熔盐体系中低价钛的电化学还原过程。研究表明其过程为Ti~(3+)+e→Ti~(2+);Ti~(2+)+2e→Ti两步可逆电化学还原过程,且离子扩散为速度控制步骤。沉积的钛可部分溶于铂电极和铁电极上。     

低价钛离子电解质的制备与电化学行为研究

本文采用四价钛(Ti~(4+))与海绵钛反应的方法在摩尔比为1:1的NaCl-KCl空白盐中引入低价钛离子制备得到低价钛熔盐。并自制适合该熔盐体系的Ag/AgCl参比电极,采用循环伏安(CV)法对该熔盐体系的电化学行为进行了研究。研究结果表明,该低价钛盐在通电时低价钛离子依次发生Ti~(3+)+e→Ti~(2+)和Ti~(2+)+2e→Ti两个反应;且当Ti~(4+)加入量较少时,低价钛熔盐中Ti~(3+)浓度高于Ti~(2+)浓度,当加入的Ti~(4+)合适时,低价钛熔盐中的Ti~(3+)和Ti~(2+)浓度相当。     

湿法炼锌过程中氢氧化锌的生成与吸附及对钴离子还原的影响研究

采用恒电流法,小幅度三免波法及循环伏安法等电化学方法,人为制造Zn(OH)_2的生成条件,研究了Zn(OH)_2的吸附及对钴离子还原的影响,解释了湿法炼锌过程中杂质钴的行为。     

镍电解工艺条件对杂质铅、锌、硒阴极析出行为的影响

采用循环伏安法研究镍电解液中杂质铅、锌、硫、硒在镍电解精炼中的电化学行为。结果表明,铅、锌在阴极还原为金属单质,硫、硒则与镍离子生成NixSy及NixSey。采用阴极极化法研究了电解工艺条件即温度、pH、氯离子浓度对杂质铅、锌、硫、硒的还原电势的影响。在工业生产中可根据杂质控制的需要来调整电解条件,从而减少部分杂质元素在阴极析出的总量。     

钛离子在低碳钢电极上电结晶形核过程的研究

应用循环伏安法及计时电流法研究了低价钛离子在低碳电极上电结晶形核过程的规律。研究表明，在ＬｉＣｌ－ＫＣｌ低共晶体系中，当温度为７２３～７８３Ｋ、低价钛离子浓度为１．０４ｗｔ％～８．２８ｗｔ％时，钛在低碳钢电极上以纯钛形式析出时存在电结晶形核过程，在电结晶形核过程中初始晶核产生的数量起主导作用，晶核长大的过程中伴随着新核的产生，晶核长大过程符合半球形三维成核长大模型，受扩散控制。在同一浓度下，钛的晶     

熔盐电解中钛离子电化学沉积行为研究

对熔盐电解提钛工艺中钛离子的电化学沉积行为进行研究,首先通过调整TiCl_4和海绵钛的比例在NaClKCl熔盐中反应制备出不同电解质组分,然后在制备的电解质体系中研究钛离子的电化学沉积行为。低价钛电解质组分的XRD分析结果表明,在993 K的NaCl-KCl熔盐中,当TiCl_4与Ti摩尔比为1∶2时,反应产物主要为2价的TiCl_2,电解质形成NaCl-KCl-TiCl_2体系;当摩尔比为2∶1时,反应产物主要为2.57价的TiCl_2和K_3TiCl_6,电解质形成NaCl-KCl-TiCl_2-K_3TiCl_6体系。两种电解质体系的循环伏安研究结果表明,NaCl-KCl-TiCl_2体系中钛离子的还原历程为Ti~(2+)→Ti,主要受扩散影响,扩散系数为2.93×10~(-5)cm~2/s,而NaCl-KCl-TiCl_2-K_2TiCl_6体系中钛离子还原历程为Ti~(3+)→Ti~(2+)和Ti~(2+)→Ti两步。钛离子电化学沉积产物的SEM分析结果表明在NaCl-KCl-TiCl_2体系中,得到的钛粉产物呈现大颗粒的枝晶状,随着电流密度增大和钛离子浓度减小,钛粉产物颗粒逐步变细;而在NaCl-KCl-TiCl_2-K_2TiCl_6体系中获得产物为细颗粒的多孔状钛粉。     

钛离子在铂阴极上电结晶形核过程的研究

本文应用循环伏安及计时电流暂态技术研究了低价钛离子在铂阴极上电沉积形核过程的规律。在LiCl-KCl低共晶体系中,温度为440～500℃、低价钛离子浓度为0.74～5.78wt％范围内,在铂阴极上以纯钛形式析出时存在明显的形核过程。其控制步骤是半球形晶核的形成,随后是钛离子向孤立的半球形晶核扩散控制下的晶核长大过程,且形核过程为瞬时形核。钛的晶核密度随阴极过电位、温度以及低价钛离子浓度的升高而增大。     

NaCl-KCl-LaCl_3熔盐La~(3+)在钨电极上电化学还原

采用NaCl-KCl作为电解质体系,以LaCl_3作为原料,控制温度在1073 K时,采用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、计时电位法(CP)等电化学研究方法来研究在钨电极上La~(3+)的电化学行为。研究结果表明,镧离子在钨电极上的电化学还原反应是一步转移三个电子,电极反应式为La~(3+)+3e→La;计时电流以及循环伏安均可证明镧离子在钨电极上的还原过程受扩散控制,扩散系数为6.87×10~(-5) cm~2·s~(-1)。     

NaCl-KCl熔盐中TiB2阳极溶解和电化学还原行为研究

金属钛清洁提取是近年来的研究热点.提出了以TiB2为可溶性阳极,电解提取金属钛新方法.利用线性扫描、循环伏安和方波伏安等电化学测试技术,分析了TiB2在NaCl-KCl熔盐中的阳极溶解和电化学还原过程.结果表明,TiB2阳极可发生电化学溶解,其中钛被氧化为Ti3+进入熔盐中,而硼则被氧化为B单质.Ti3+迁移至阴极,发...     

LiCl-KCl熔盐La^3+在钨电极上的电化学还原机理

以LiCl-KCl为电解质体系,LaCl3为原料,利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法研究773K时镧离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明,在773K、50%KCl-50%LiCl-2%LaCl3的熔盐体系中,镧离子在钨电极上还原是一步转移3个电子反应(La^3++3e→La),相对于Ag/AgCl电极析出电位为-2.05V;镧在钨电极析出过程中出现成核极化现象,且通过循环伏安和计时电流法可判断镧离子在钨电极上的析出还原过程为受扩散控制的准可逆反应,扩散系数D=6.36×10^-5 cm^2/s。     

NaCl-KCl-NaF-WO3熔盐体系W6+ 的电化学行为

实验以NaCl-KCl-NaF为电解质体系，WO₃为原料，利用循环伏安法、计时电位法、计时电流法和方波伏安法, 研究温度为973 K时钨离子在钨电极上的电化学过程.结果表明:W（Ⅵ）离子的还原过程分2步进行，第1步还原过程为两电子转移，电极反应方程式为W6++2e-→W4+; 第2步还原过程为四电子转移过程，电极反应方程式为W4++4e-→W，且都为准可逆反应. W（Ⅵ）离子在钨电极上的还原过程受扩散控制，扩散系数为1.05×10-9 cm2/s.      

熔盐中Al—Ti合金共沉积的电极过程

应用循环伏安等电化学测量方法，研究了在低温（２００℃）熔盐体系中铝阴极还原及铝，钛共沉积的电极过程，提出铝，钛共沉积的电极过程为二步反应，即Ｔｉ＾３＋首先还原为ｉ＾２＋，继而为Ｔｉ＾２＋与Ａｌ＾３＋离子的共沉积，形成Ａｌ＋Ｔｉ合金镀层。     

KCl—NaCl熔盐体系中电镀钛的基础研究（二）

应用计时电流法研究了 KCl—NaCl 熔盐体系中低价钛离子在铂电极和低碳钢电极上的电结晶形核动力学规律。结果表明,低价钛离子在铂电极和低碳钢电极上电沉积析出时均存在形核和长大过程,形核过程为瞬时形核,随后的长大过程受扩散控制。     

LiF-SrF2-SrO熔盐体系中Sr2+电化学行为的研究

在电化学工作站AUTOLAB 上采用三电极体系以循环伏安法、计时电流法和计时电位法研究了LiF-SrF2-SrO熔盐体系于1253 K温度下锶在钨电极上的电化学还原过程及其控制步骤.研究结果表明：Sr2+在钨电极上的还原过程是一步得两个电子的准可逆反应,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6.07×10-5 cm2/s.     

熔盐电解法制备金属钛的研究

对不同重量的TiO2电极熔盐电解法制取金属钛进行了研究,分析了电解过程中的电流变化、物相组成和形貌特征.实验表明,电解前期,形成了中间产物CaTiO3,这也是主要的中间产物,随后形成的中间产物有Ti4O7、Ti3O5和Ti2O3等较高价钛氧化物,随着电解进行,它们逐步被还原为较低价的钛氧化物和纯钛.电解21h以上,产物为纯钛,氧含量为0.34％左右;延长电解时间到30 h后,电解得到的纯钛衍射峰值降低、峰也有所宽化,这可能是纯钛中固溶入一些杂质造成的,同时电解产物的晶粒显著增大.电解不彻底时,会有TiC中间产物保留在电解产物中.在TiO2的电化学还原过程中,氧的离子化机制和钙热还原机制同时存在.     

铜在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为研究

采用循环伏安、方波伏安、计时电位及线性扫描伏安法研究了500℃时Cu(Ⅰ)在LiCl-KCl熔盐体系中石墨电极和钼电极上的电化学行为,并且研究了不同CuCl浓度下铜的沉积电位。结果显示,铜离子在熔盐中的还原过程分两步进行,分别在-1.05 V和-1.55 V处依次还原,即Cu(Ⅱ)→Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅰ)→Cu(0)。通过循环伏安及计时电位测试,均得出Cu(Ⅰ)在LiCl-KCl熔盐中的阴极还原过程为受扩散控制的准可逆过程,扩散系数分别为1.79×10-5 cm2/s和1.26×10-5 cm2/s。     

铝在室温熔盐中的电沉积

采用循环伏安法、计时电流法研究了铝在摩尔比为2∶1的AlCl3-EMIC离子液体中钨电极上的电化学还原机理和成核机理。研究表明:铝在钨极上存在欠电位沉积现象,铝的析出电位为-0.06 V,电化学反应为准可逆反应,形核过程为三维瞬时形核,半球形扩散控制长大。电沉积试验表明在电流密度为5~25 mA/cm2时镀层较致密、均匀,附着力好,纯度高。     

离子液体在电沉积钛及其合金中的应用

离子液体作为一类新型绿色溶剂在电沉积活泼金属及合金方面具有重要作用,本文介绍离子液体在电沉积钛及钛合金方面的应用,探讨了钛及钛合金在离子液体中电解的电化学行为。用钛的卤化物为钛源,由于低价的钛氯化物在离子液体中的溶解度较低,在现有的离子液体中电沉积金属钛非常困难,需要继续寻找新的钛源及合适的离子液体。以二氧化钛为钛源,在离子液体中可以电积出部分金属钛。在离子液体中可以沉积出钛合金,但总的电流效率偏低。     

Cr(Ⅱ)在LiCl-KCl共晶熔盐体系中的电极过程研究

本文采用循环伏安法、计时电位法和交流阻抗法对Cr(Ⅱ)在LiCl-Kcl熔盐体系中的电化学还原过程进行了研究。     

可溶阳极TiC_xO_y熔盐电解试验研究

研究了自制钛可溶阳极Ti CxOy(x≈0.50,y≈0.50)在简单氯化物(Na Cl-KCl)熔盐体系、低价钛离子浓度为3.5%的(Na Cl-KCl-Ti Clx)熔盐体系中的电化学溶解行为,同时考察了相应体系下的阴极行为。结果表明,在上述两种熔盐体系中,阳极Ti CxOy(x≈0.50,y≈0.50)均能发生电化学溶解。在简单氯化物熔盐体系中不利于得到阴极产物;在含低价钛离子的熔盐体系中有利于阴极产物的稳定得到,阳极的电流效率能够稳定在50%以上(以三价钛放电计算),阳极的溶解率从简单氯化物(Na Cl-KCl)熔盐体系中的80%左右下降到50%。