EXPERIMENTAL RESEARCH OF PREPARATION OF CaB6 BY MOLTEN SALT ELECTROLYSIS METHOD

研究了熔盐电解法制备CaB6的合成工艺, 确定了制备CaB6粉末的合成温 度、电解电压和电解时间. 同时, 对电解所生成的阴极产物的相组成、颗粒尺寸与 形貌进行了表征. 结果表明, CaCl2熔盐体系制备CaB6粉末的基本工艺条 件是: Ar气环境保护, 电解电压3.0 V, 900℃电解30 h. 所合成的CaB6晶体粉 末粒径范围为2-8μm, 颗粒形态规整, 为规则的长方体. 对电解过程中阴极进 行循环伏安扫描分析, 确定硼酸盐向阴极的扩散速率为控制电解过程 的重要环节.     

熔盐电解制备CaB6的外部条件分析与实验验证

主要对熔盐电解制备CaB6晶体粉末的电解槽电压和温度两个主要的外部条件的选择进行了理论分析。同时,对分析结果通过实验加以验证,对电解生成的终产物的相组成、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,在氩气保护下,CaCl2与NaCl混合熔盐体系下,合成的CaB6晶体粉末的温度在700℃-800℃,电解槽电压在2.8V-3.2V范围内较为合理。     

熔盐电脱氧法制备ZrMn2储氢合金

采用熔盐电脱氧法,由MnO2和ZrO2混合氧化物直接合成ZrMn2合金。研究烧结温度、电解电压及电解时间等工艺参数对产物组成的影响。在900°C的CaCl2熔盐中,经900°C烧结的混合氧化物阴极在3.1 V恒电压下电解12 h,可制备出纯相的ZrMn2合金。XRD和循环伏安结果表明,在电解过程中,Mn-O化合物首先还原成单质Mn,ZrO2和CaZrO3再在单质Mn表面还原,并与其合金化,形成ZrMn2合金。以粉末微电极为工作电极,循环伏安测试结果表明,所制备的ZrMn2合金表现出良好的电化学储氢性能。     

电化学还原TiO2制备金属钛及反应过程的研究

采用熔盐电解法,在900℃熔盐CaCl2中以烧结TiO2为阴极,石墨棒为阳极制备出了金属钛.研究了不同温度下烧结阴极的形貌及其对电解反应的影响.结果表明：600℃下烧结4 h的阴极具有良好电化学反应性能;电解过程中脱氧速度不均匀;TiO2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属分步进行的;电解还原过程电流效率低约为15%.阴极的孔隙大小和颗粒尺寸会影响电极的反应速度.     

CaCl2熔盐中自烧结电解制备粉体Cr3C2及其机制

以氧化铬和石墨粉为原料,采用聚乙烯醇粘接,压制成阴极片,以光谱石墨棒为阳极,在800℃氯化钙熔盐中,恒电压3.2V下,阴极片自烧结电解制备碳化铬.采用XRD、SEM和EDX对样品进行表征.结果表明:粘接的阴极片满足熔盐电解的强度要求,通过熔盐电解过程的自烧结阴极片有效地粘接在一起,并制备出具有良好烧结性能、组分单一的Cr3C2粉体.该法制备Cr3C2的电流效率不低于37.3％.采用恒电位电解法和循环伏安法对电解机制的研究表明,熔盐电解制备Cr3C2的反应机制为:Cr2O3+e→Cr+O2-,Cr+C→Cr3C2两步完成.     

金属锆的熔盐电脱氧制备

采用熔盐电脱氧法,在CaCl2熔盐中以烧结的ZrO2为阴极,石墨棒为阳极,温度为900℃,电压为3.1 V,制备出了金属锆.借助SEM和XRD研究了阴极的形貌及其对电解反应的影响,初步探讨了电脱氧反应的机理.结果表明,电解过程中脱氧速度不均匀,ZrO2电极的还原是由外向内,由高价向低价再到金属而分步进行的.电解10 h后,金属锆含量为93%(质量分数,下同),由于金属中存在固溶氧,即使延长电解时间,氧也不能完全脱除.     

熔盐电脱氧制备金属铌的研究

采用熔盐电脱氧法,以熔融的CaCl2-NaCl为电解质,经粉末压制烧结后的Nb2O5为阴极,石墨为阳极,电解制备了金属铌.并研究了压制压力、烧结温度、电解时间等因素对Nb2O5阴极电脱氧的影响.实验分析表明:阴极脱氧过程是由Nb2O5→NbO2→NbO→Nb且由阴极表面到内部逐步进行的,在适宜条件下可以得到纯度为99....     

CaCl2熔盐中自烧结电解制备碳化钒及其机制

以氧化钒和石墨粉为原料,采用聚乙烯醇粘接制备阴极片。以光谱石墨棒为阳极,阴极片在800℃氯化钙熔盐中自烧结,恒电压3.2 V下,通过熔盐电解法制备碳化钒。结果表明:粘接的阴极片强度满足熔盐电解的要求,通过熔盐电解,不仅完成阴极片自烧结的过程,并制备出组分单一的碳化钒粉体。通过不同电解阶段产物的物相及循环伏安曲线对反应机制进行研究的结果表明:碳化钒的形成过程为3步反应:V5++(C)→V3++(C)→V2++(C)→V(Cx)。     

阴极掺杂提高熔盐电脱氧制备锆电解效率的机制

采用熔盐电脱氧法,在CaCl2熔盐中,以烧结的方式掺杂不同摩尔分数CaCO3粉末的ZrO2为阴极,石墨棒为阳极,温度为900 ℃,电压为3.1 V, 制备出锆.研究掺杂物及其浓度对阴极的形貌、电解反应的影响.结果表明:掺杂物CaCO3提高了ZrO2电解脱氧的速度;掺杂还增加电脱氧的有效反应面积,使电流效率提高,有效地缩短电脱氧所需的时间.     

CaCl2-NaCl熔盐电脱氧法制备金属Ta

在800℃的CaCl2-NaCl混合熔盐体系内，以烧结后的Ta2O5片体做阴极、高密度石墨碳棒做阳极，在工作电压为3．1V的条件下进行电解脱氧反应．研究了1000℃烧结4h前、后Ta2O5片体的孔隙率和微观形貌，以及阴极片结构对电解还原反应过程的影响；利用XRD分析了电解产物的相组成，采用称重法测量了电解产物的氧含量．结果表明，采用熔盐电脱氧法可以制备出金属Ta，其阴极片的大孔隙率有利于电解脱氧反应的进行；扩散过程是影响熔盐电脱氧反应速度的重要环节．