LiF-CaF2-BaF2-ZrO2熔盐中Zr4+在钨电极上的电化学还原机理

以LiF-CaF₂-BaF₂为熔盐体系, ZrO₂为原料, 1 373 K条件温度下利用循环伏安法, 计时电位法, 计时电流法, 研究锆离子在钨电极上的电化学过程,对不同ZrO₂含量0.5 %,0.7 %,0.9 %的熔盐体系进行电化学分析,研究结果表明:Zr4+在钨电极上还原是通过两步得电子反应, 即Zr4++2e→Zr2+,Zr2++2e→Zr,相对参比电极铂还原峰分别为0.9 V和1.2 V,析出过程是受扩散控制的准可逆反应. 1 373 K时Zr4+在LiF-CaF₂-BaF₂-ZrO₂熔盐中的扩散系数D为6.7×10-6 cm2/s.      

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.     

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.      

熔盐电解制备Mg-Ce中间合金电化学过程研究

通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl₃-MgCl₂四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag/AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg₁₇Ce₂,第二相为Mg₃Ce。     

Nd(III)在NaF-KF熔盐钨电极上电化学行为

钕铁硼磁体中稀土元素钕占据较大比重,从钕铁硼废料回收稀土有重大意义。为进一步了解钕在高温下氟化物熔盐的行为,本文在1 063 K采用NaF-KF(摩尔比2:3)电解质体系,加入质量分数为1%的NdF₃,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法等电化学暂态测试研究了Nd(III)在惰性钨电极上的电化学过程,探究Nd(III)的还原机理。结果显示:Nd(III)于NaF-KF-NdF₃熔盐中在惰性钨电极上的电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的一步反应:Nd(III)+3e-=Nd,1 063 K时循环伏安法得到Nd(III)的扩散系数为2.107×10-5 cm2/s,钕的成核机制为瞬时成核。      

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)。     

钨的电化学还原机理及结晶过程研究

利用循环伏安法和计时电位法研究了NaCl-KCl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系电沉积物的电化学还原机理,并利用计时电流法对钨的结晶过程进行研究。结果表明,NaCl-KCl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系电沉积钨的电极过程为由电荷迁移速度和扩散速度混合控制的准可逆过程,钨的还原机理为0.5W_2O_7~(2-)+6e→W+3.5O~(2-)。钨的电结晶过程符合半球形三维晶核的瞬间成核过程。     

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的还原机理研究

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电位法对硅离子的还原机理进行了研究,结果表明此电化学反应为扩散控制的不可逆电极过程;求得硅离子在熔盐中的扩散系数D=1.33×10-3cm2/s(CSi4+=1.21×10-4mol/cm3,T=1 073 K)。     

B2O3在镁电解质中阴极还原机理的研究

采用循环伏安法、方波伏安法和计时电位法以W丝为工作电极,研究了KCl-CaCl2-NaCl-MgCl2熔盐中B2O3的阴极电化学还原机理。研究结果表明:B2O3在W电极的还原反应是包含3电子的准可逆过程,且产物B不可溶;还原过程受扩散和电子转移步骤混合控制,并存在前行化学反应;前行化学反应的平衡常数、正向和逆向反应速率常数分别为K=1.22、k1=0.72 s-1、k-1=0.59 s-1。     

NaCl-KCl-CaCl_2熔盐体系中Mg~(2+)在Mo电极上的阴极过程

采用钼电极,在973K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg~(2+)在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg~(2+)在钼电极上发生一步还原反应(Mg~(2+)+2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973K的不同方法计算的Mg~(2+)扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。     

Electrodeposition of magnesium-yttrium alloys by molten salt electrolysis

Electrodeposition of magnesium-yttrium alloys from molten salts was studied by electrochemical techniques.LiF-YF3 was electrolyte system with magnesium oxide and Yttrium oxide as raw materials.It was proved that Mg2+ and Y3+was deposited more prior than other ions during cyclic voltammetry and potential step measurement at 1050 °C.Voltammograms showed Mg2+ could be deposited at-0.5 V,and Y3+ could be deposited at-0.7 V on tungsten electrode compared with platinum electrode.The sedimentation of Mg2+ was more positive about 230 mV than that of other ions in electrolyte.The electrolytic codeposition of yttrium and magnesium was 0.58 V on condition that the weight ratio of Y2O3/MgO was 4:1.Chronopotentiogram indicated that the process of electrodeposition of magnesium-yttrium alloys on tungsten electrode was controlled by diffusion of ions from electrolyte to electrode interface.It was feasible to prepare Magnesium-Yttrium alloys by controlling content of ions in molten salt electrolyte.     

Na2WO4与CaWO4在电解制钨过程中的解离及离子运动形式分析

对熔盐电解法在NaCl-KCl-Na₂WO₄ 和NaCl-KCl-CaWO₄ 体系制取钨粉的过程中采用瞬时断电计量,对电极产物进行X-射线衍射分析,对比分析Na₂WO₄ 和CaWO₄ 两种钨酸盐在熔盐中的解离运动形式,从而能够深层揭示体系的电解机理. 研究结果表明:由于活性物质本身的结构、外部条件及电解质体系、电子传递过程和扩散过程的影响,Na₂WO₄ 和CaWO₄ 在电解过程中的活性基团解离及离子运动形式有较大差别,Na₂WO₄ 以Na+和WO₄2-为活性离子基,而CaWO₄ 可视为中性分子团,其中的活性基团可近似为CaO·WO₃,电极的浓差极化仍是Na₂WO₄和CaWO₄电解过程的控制步骤.      

1723K下熔渣中Ni~(2+)和Fe~(2+)离子共存时的电化学行为

利用MgO部分稳定的ZrO_2固体电解质管集成构建以Pt,O_2(空气)|ZrO_2作为参比电极的新型可控氧流电解池,采用循环伏安CV、方波伏安SWV、恒电位电解PE等方法,并结合热力学计算与显微观察、能谱分析,研究1 723K高温下SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中共存的Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子在Ir电极上的电化学行为。结果表明:熔渣系中FeO与NiO之间存在较弱的相互作用,但镍离子以Ni~(2+)存在,铁离子基本以Fe~(2+) 存在。进行方波伏安分析时,Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子的还原峰电流对频率呈现不同的规律。Ni~(2+)在Ir电极上的电化学还原是扩散控制的一步两电子转移反应过程;Fe~(2+) 到Fe的电化学还原也是一步两电子转移反应过程,但Fe~(2+) 的还原明显受到Ni~(2+)还原的影响。基于循环伏安法,计算得到NiO、FeO的质量分数分别为3%、5%的熔渣中Ni~(2+)离子在1 723K下的扩散系数为(9.2±0.2)×10-6cm2/s。