冰晶石熔体中钛离子的阴极过程研究

采用循环伏安法和计时电流法研究了冰晶石(Na_3AlF_6)熔体在1323K下Ti~(4+)在石墨电极和铝阴极的还原机理。结果表明：以TiO_2形式加入的Ti~(4+)在石墨电极上的还原是分两步进行的：Ti~(4+)+2e→Ti~(2+)及Ti~(2+)+2e→Ti,且电极反应可逆。而Ti~(4+)在铝阴极上的还原过程是一步还原的：Ti~(4+)+4e→Ti。电解质没有以中间价态存在的钛离子,其原因在于铝阴极具有较强的去极化作用。     

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。     

钛熔盐电解过程中TiCl_4溶入机理的研究

本文研究了采用简单篮筐和液面加料情况下TiCl_4在电解过程中的溶入机理。试验证明,气相TiCl_4经液面溶人阴极区电解液的主要反应为阴极电还原Ti~(3+)+e→Ti~(2+)和液面处的岐化反应Ti~(2+)+Ti~(4+)→2Ti~(3+)。用此机理解释了电流效率随电解规模的扩大而下降的原因。指明了加强对流传质是提高料速的可能途径。     

LiCl-KCl熔体中PrCl_3的电化学还原

本文用循环伏安、计时电流和x射线能谱分析等方法研究了450℃下LiCl-KCl共晶熔体中PrCl_3的电化学还原。研究结果表明,Pr~(3+)在钨电极上的电化学还原机理为一步还原的准可逆过程:Pr~(3+)+3e→Pr,-3.10V(相对标准氯电极)。而Pr~(3+)在铁电极上还原为金属时可逆性较差。     

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)。     

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。     

钨酸根离子在银、金电极上的电化学行为研究

在电化学工作站中以三电极体系研究WO₄2-在金、银电极上的电化学行为. 结果表明:298 K时,在0.05 mol/L Na₂WO₄的水溶液体系,研究分析知钨酸根离子在银、金电极上的电化学还原过程不可逆,计算得出钨酸根离子在银、金电极上的转移电子数分别为3、4. 以银作阴电极,溶液中钨酸根离子发生WO₄2-+2e→WO₃2-+O和WO₃2-+e→WO₂-+O电化学反应;以金作阴电极,溶液中钨酸根离子发生WO₄2-+2e→WO₃2-+O和WO₃2-+2e→WO₂2-+O电化学反应.      

重金属电位溶出分析

电位溶出分析法具有快速、仪器简单,灵敏度高等优点,并且可实现几种金属离子同时测定。通常只要有一个恒电位计和pH计(或高阻抗记录仪)就可完成分析操作。利用专用仪器分析则更为方便。 一、原理 在含金属离子的样品液中,予先加入一定量的二价汞离子,在玻碳电极上加上适当的负电位,电极上将同时发生如下反应: Hg~(2+)+2e→Hg Hg+M~(n+)+ne→M(Hg) 然后切断恒电位计线路,同时将工作电极和参考电极接入一高阻抗毫伏计。被还原的金属由二价汞或溶解氧氧化,汞膜上汞齐金属将根据其不同的氧化还原     

钒钛高炉渣中低价钛(Ti~(2+),Ti~(3+))测定方法的研究

本文提出用盐酸(1:1)直接浸取除金属铁干扰并以三氯化钛滴定过量三价铁来测定低价钛的方法.此法由于消除了干扰,不需分离,而低价钛损失较少,所以其方法快速、简便,准碓性和重现性均较好,比以往的分析方法提高工效2～10倍。适应于攀钢高炉渣及含碳氮化钛低的高钛渣及熔分渣中低价钛(Ti~(2+),Ti~(3+)的分析。Ti~(2+)+Ti~(3+)的相对误差为±3.86％。     

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.      

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。     

钛离子在低碳钢电极上电化学还原过程

采用循环伏安法及卷积伏安法研究了 LiCl-KCl 熔盐体系中低价钛离子的电化学还原过程。研究表明,低价钛离子在低碳钢电极上的阴极还原过程为产物可溶的电化学极接近可逆反应。同时还发现,在制备低价钛的过程中可能有杂质产生,这种杂质估计是钛的氯氧化物。     

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。     

快速容量法测定钛铁中的钛

以往我厂试验室测定钛铁中的钛,采用锌铝等作还元剂容量法,手续繁杂,时间也较长,一般需2～3小时。最近试验将钛铁用稀硫酸溶解,反应如下; 2TiFe+5H_2SO_4→Ti_2(SO_4)_3+2FeSO_4+5H_2↑并预先在锥形瓶中加固体碳酸钠和加盖还原器(在还原器内预先盛有饱和无水碳酸钠),以防止三价钛被空气氧化,然后将生成的三价钛盐溶液用硫酸高铁铵滴定Fe~(+3)+Ti~(+3)→Ti~(+4)+Fe~(+2),以硫氰酸铵作指示剂滴定至褐红色为终点。     

NiTi合金在甲酰胺-氨磺酸溶液中的电化学反应机制

运用循环伏安和极化曲线法研究了镍钛合金在甲酰胺-氨磺酸体系中的电化学反应机制。对阳极极化曲线和Tafel曲线的研究表明,镍钛阳极的动力学参数为:a=5.6399,b=0.7229,i0=1.5784×10-8A.cm-2,nβ=0.08。循环伏安法和XPS研究表明,在本实验条件下,镍钛合金在甲酰胺-氨磺酸体系中是以整体的形式,而不是以钛元素和镍元素分别进行阳极溶解的,该阳极反应为不可逆过程,为一步7电子的氧化过程,该阳极反应为:NiTi-7e→Ti4++Ni3+,Ni3+在酸性溶液中极不稳定,发生还原过程:Ni3++e→Ni2+。     

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.      

钛在溴化物熔盐中的电化学研究

溴化物熔盐可能成为制备、精炼和再生难熔金属以及研究熔盐本性的熔体。本文就溴化物熔盐中钛的电化学行为进行了研究。文中曾用溴化法、阳极溶解法和 TiBr_2加入法制得了含钛达10%左右的溴化物熔体。由此建立了如下的电池:Ti|TiBr_2-MBr| |AgBr(N=0.1)-MBr|Ag (Ⅰ)其中参考电极 Ag|Ag~ ,MBr 系通过石棉隔膜与熔体接触,证明无扩散电势存在;而以这种参考电极测得的 AgBr-KBr 和 AgBr-NaBr 的热力学性质表明,该二体系均为规则溶液,它们分别呈不大的负偏差和正偏差。电池(Ⅰ)的电动势测量结果表明,当 N_(TiBr_2)<2.66×10~(-2)时上述三种方法制得的熔体中主要为 Ti~( ),并且它们的电动势十分符合。据此,已算得 TiBr_2-KBr 和 TiBr_2-NaBr 熔体中 TiBr_2的活度系数分别为0.1585和1.585;而 KBr 熔体中 E_(Ti/Ti~( ))~0、E_(Ti/Ti~( ))~0和 E_(Ti~( )/Ti~( ))~0则分别为1.458、1.438和1.427伏。根据活度系数值,讨论了溴化物熔体的本性和说明了组元活度系数和熔盐阳离子半径的关系。最后用化学分析法讨论了钛含量达10%时溴化物熔体中 Ti~0-Ti~( )-Ti~( )的平衡,验证了 Ti%<1%时,熔盐中 Ti~( )含量仅占5%左右,这与电动势算得的结果是一致的。     

低价氯化钛浆料直接电化学还原制备钛铝合金新工艺研究

针对低价氯化钛(LTC)浆料熔盐电解制备钛铝合金存在的电化学行为研究不系统、合金产品的高温抗氧化特性不明晰等问题,采用电化学工作站、示差热重分析仪等手段对LTC浆料在熔盐体系中电化学行为及合金产品的高温抗氧化特性进行研究。结果表明,LTC浆料在熔盐体系中可直接电化学还原制备Ti-Al合金,且为逐级还原的历程：Ti³⁺→Ti²⁺,Al³⁺→Al,Ti³⁺/Al³⁺→Ti-Al合金和Ti²⁺→Ti;随着熔盐体系中Ti³⁺离子浓度的增加,钛铝合金的组成变化规律为:Al/Al₃Ti→Al₃Ti₂/Al₅Ti₂→AlTi/Al_0.64Ti_0.36→Al_0.64Ti_0.36/AlTi₃→AlTi₃→AlTi<...     

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。     

熔盐电沉积硅的基础研究

在FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中,以Pt为参比电极、硅钢片为工作电极、石墨为辅助电极,在750℃下,用循环伏安法和计时电位法对Si4+的电化学反应机理和扩散系数进行了研究。结果表明:该熔盐体系进行电沉积硅是可行的,该体系中硅离子的还原为扩散控制的可逆电极过程,且产物不可溶;整个还原过程为Si4++4e→Si0;该熔盐体系中阴极电位不应负于-2V,否则会有Na沉积出来,从而影响沉积层质量;Si4+的扩散系数为:D=5 42×10-11m2/s(C=2 58×103mol/m3)。