直接电解金属氧化物制备CeCo_5合金

在CaCl2熔盐中,以Co3O4和CeO2混合氧化物为原料,采用熔盐电脱氧法制备CeCo5合金。研究电解电压、烧结温度等对电脱氧过程的影响。采用SEM和XRD对不同条件下制备的产物微观形貌和相组成进行表征,并结合动电位极化法,研究电脱氧机理。采用循环伏安法研究材料的电化学性能。结果表明：随着电解电压的升高和烧结温度的降低,电脱氧速度逐渐加快。在850°C下烧结的混合氧化物试样,在3.1V电压下电解,可制备出纯相的CeCo5合金。在电脱氧过程中,Co3O4还原成单质Co,CeO2还原成CeOCl,CeOCl在单质Co表面还原而形成CeCo5合金。所制备的合金表现出良好的电化学循环稳定性。     

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。     

电脱氧法制备Ni基电池材料的研究

利用电脱氧法(FFC)从NiO-CeO2、NiO-SnO2氧化物制备CeNi5、Ni3Sn2.以不同温度烧结的混合氧化物试样作阴极,石墨碳棒作阳极,在850℃的CaCl2熔盐中,3.1 V电压下完成反应.采用SEM和XRD分析电解前后试样形貌及相组成.结果表明:烧结温度越高,试样的孔隙率越低,电解电流越小;不同温度烧结试样可电解出纯CeNi5相,低温烧结试样可电解出纯Ni3Sn2相,产物为疏松的海绵状.本实验为电池材料提供了一种新的制备方法.     

熔盐电解还原制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中采用熔盐电解法由阴极的混合氧化物制备组分可控的TiFe合金。初步探讨了TiFe合金的形成机制,研究了电解时间对电解产物的影响。结果表明,混合氧化物的还原经历了从优先生成铁到逐步形成TiFe2、TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、Fe：TiO4、TiO,电解过程中没有金属钛出现。扩散是混合氧化物熔盐电解反应的控制步骤。     

固体透氧膜法直接还原NiO-CeO2制备CeNi5合金

在CaCl_2熔盐中,利用固体透氧膜(SOM)法直接电解混合氧化物NiO-CeO_2制备CeNi_5合金,并与熔盐电解法(FFC)进行了对比.阴极的制作方法与FFC法相同,阳极为碳饱和Cu(或Sn)液,采用只允许氧离子通过的透氧膜隔开阴极和阳极,这样可以采用较高的电解电压(3.5 V)以获取更高的电解速率.研究了SOM法制备CeNi_5合金的可行性和影响因素,如电解温度、电解时间,以及产物的相组成和形貌等.结果表明:通过SOM法,NiO-CeO_2可完全还原为CeNi_5.电解中间产物的相组成分析表明,CeNi_5的形成过程为:NiO首先还原为Ni,与随后生成的CeOCl反应生成CeNi_5.SOM法与FFC法对比表明,2.5 g的烧结试样采用SOM法电解3 h可电解完全,电流效率为75.5%,能耗为4.03 kW·h/kg;采用FFC法需12 h才能电解出纯的CeNi_5合金,其电流效率为26.1%,能耗为10.27 kW·h/kg.相比于FFC法,SOM法具有更好的工业化应用前景.     

球磨对Sn-Co合金结构和电化学性能的影响研究

以金属Sn、Co粉末为原料,采用先固相烧结再球磨的方法制备了CoSn2/CoSn和Co3Sn2合金,考察了不同原料配比条件下球磨对合金形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,按照目标产物配比可分别获得单相CoSn2、CoSn和Co3Sn2合金,且合金经过球磨后晶粒细化;球磨可提高Sn-Co合金的电化学性能,对CoSn2的循环性能提升效果显著,经过25次循环后的容量保持率提升了16.5％;对CoSn和Co3Sn2的容量和充放电效率提升效果显著,CoSn的首次放电容量和充放电效率分别提升了167 mAh/g和16.6％,Co3Sn2分别提升了151mAh/g和21.5％.     

Investigation on Preparation of Tb2Fe17 by Direct Electrochemical Reduction of Tb4O7-Fe2O3 Pellet in Molten Calcium Chloride

在CaCl2熔盐中直接电化学还原固态Tb4O7与Fe2O3(Tb∶Fe=2∶17)的混合 粉末, 一步制得了金属间化合物Tb2Fe17. 结合混合氧化物烧结片在850 ℃的CaCl2 熔盐中3.1 V电解不同时间段产物的成分分析探讨了还原机理：Fe2O3优先还原 成金属Fe, 随后Tb4O7粉末在Fe上还原逐渐生成Tb2Fe17. 采用不锈钢筛网电极 循环伏安法证明了Tb4O7在Fe上的欠电位还原.     

直接熔盐电化学还原固态Tb4O7-Fe2O3制备Tb2Fe17

在CaCl2熔盐中直接电化学还原固态Tb4O7与Fe2O3(Tb:Fe=2:17)的混合粉末,一步制得了金属间化合物Tb2Fe17.结合混合氧化物烧结片在850℃的CaCl2熔盐中3.1 V电解不同时间段产物的成分分析探讨了还原机理:Fe2O3优先还原成金属Fe,随后Tb4O7粉末在Fe上还原逐渐生成Tb2Fe17.采用不锈钢筛网电极循环伏安法证明了Tb4O7在Fe上的欠电位还原.     

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.     

熔盐电解制备低成本Ti12LC钛合金的研究

采用熔盐电解法由混合氧化物成功制备出了低成本Ti12LC合金,并对脱氧过程机理进行分析。结果显示:脱氧反应过程首先生成CaTiO3、低价氧化物Ti6O、Ti2O和Ca2Al2O5;其次随脱氧时间的进行钛的低价氧化物含量逐步增加,再其次出现金属钼,最后生成Ti12LC合金相。由于MoO2的理论电压低于TiO2、Al2O3,因此钼优先还原,且钼在-Ti中能固溶,所以最终钼是以固溶体形式存在于钛中,而Fe2O3虽然理论分解电位更低,但由于含量低,而没有检测到铁的单质还原。通过对电解产物表面的背散射电子像分析,发现电解制备出的产物其形貌和Ti12LC合金的组织相似。