CaCl2熔盐中直接电化学还原制备铽-镝-铁合金机制

CaCl2熔盐为电解质,石墨棒作辅助电极、铂片作参比电极,以定组成Tb2O3、Dy2O3、Fe2O3(1:1:2)均匀混合氧化物粉体制成工作电极,利用循环伏安法和计时电流法对电化学还原制备铽-镝-铁合金的过程进行研究,并以石墨棒为阳极,混合氧化物烧结片为阴极,采用恒电位电解法对电化学测试结果进行检验并利用XRD分析电解产物的组成。结果表明,CaCl2熔盐中电化学还原可以制备出铽-镝-铁合金;混合氧化物电化学还原制备铽镝铁合金是不可逆过程,合金生成按照Fe、DyFe5、TbFe3、DyFe2和TbFe2的先后顺序5步完成;电化学还原过程是在Fe|Fe2O3|CaCl2、Tb-Dy-Fe|Tb2O3-Dy2O3|CaCl2两个三相界线上先后进行。     

1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中镝电沉积行为

研究室温下Pt电极上Dy3+离子在1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)离子液体中的电化学行为。循环伏安法结合计时电流法和计时电位法研究结果表明,Dy3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原为一步完成,即Dy3++3e-→Dy。计时电流法结合恒电位电解研究表明,Dy3+离子的还原过程受扩散控制。测得浓度0.01mol/L的Dy3+离子在0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体中的传递系数、扩散系数分别为0.176和(4.87-5.04)×10-10cm2/s。SEM和XRD分析表明,金属镝颗粒直径为几百纳米。     

LiF-MgF_2-BaF_2-KCl熔盐Mg~(2+)在钨电极上的电化学还原机理

采用循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究以MgO为原料、LiF-MgF_2-BaF_2-KCl为电解质体系、温度为1173 K时镁离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明:镁离子在钨电极上的电化学还原是一步转移两个电子的过程,电极反应为Mg~(2+)+2e→Mg;镁在钨电极析出过程中出现成核极化现象,析出过程是受扩散控制的不可逆反应;1173 K时,Mg~(2+)在熔盐中的扩散系数D为1.28×10-5 cm2/s。     

熔渣无污染短路电化学还原分析

在可控氧流冶金理念指导下发展了熔渣无污染短路电化学还原新方法。分析了以氧离子导体作隔离膜时从氧化物熔渣中直接提取金属的电化学还原原理。利用电池等效电路,比较了熔渣在短路、开路条件下电化学还原时氧电流的特点,讨论了熔渣还原时影响氧电流的因素。结果表明:外电路短路、降低电路中总电阻、选用更强的还原剂或采用阴极合金化等措施可以增大氧离子电流,提高熔渣电化学还原速度。实验利用碳饱和铁液作还原剂,组成如下两种电池:石墨棒|[O]Fe C饱和|ZrO2(MgO)|FeO(slag)|铁棒;石墨棒|[O]Fe C饱和|ZrO2(MgO)|FeO(slag) Cu(l)||钼丝,从CaO-SiO2-Al2O3-FeO系熔渣中分别得到了纯铁和无碳铁合金。     

短路还原法提取铁的研究

采用氧离子导体氧化锆管与还原剂碳、含有电活性物质FeO的熔渣组成电化学体系,利用原电池短路方法从氧化物熔渣中电化学还原得到了无碳金属．实验电池组成为：石墨,[O]Fe—C（aaturated）｜ZrO2（MgO）｜Cu（1）＋（FeO）（alag）,钼丝．利用电化学分析仪,通过测定外电路电流研究了渣中FeO含量、温度以及外电路电阻对熔渣中FeO电化学还原的影响．结果表明：在实验条件下,温度越高,渣中FeO含量越高,外电路电阻越小,熔渣电化学还原就越快．实际终还原率达95％以上．提出了可控氧流冶金中的一种还原方法,发展了可控氧流冶金理论．     

LiTFSi/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为(英文)

采用循环伏安、计时电位和计时电流等电化学测试技术考察LiTFSI/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为。结果表明:在该熔盐中,锂在铝电极上的电化学还原过程伴随着锂铝合金的成核过程,锂在铝电极上的嵌入过程平缓、稳定。恒电流充放电循环实验发现,首次循环的库仑效率很低,这主要归结于Li-Al合金对锂元素的持留能力。通过XRD和SEM表征了充放电前后铝电极的物相组成和表面形貌。计时电流实验发现,锂原子嵌入铝电极中形成α-Li-Al合金的过程受锂在铝基体内的扩散步骤控制,且该扩散系数为1.8×10-10cm2/s。     

电化学分析技术在金属电沉积研究中应用

介绍了电化学测试技术在金属电沉积的电化学行为及还原机理中的应用。主要包括循环伏安法、方波伏安法、计时电位法和计时电流法在金属电沉积研究中,金属阳离子还原和电结晶过程中应用的最新进展。并验证了电化学技术在金属电沉积工艺中的现实指导意义,提出了目前面临的亟待解决的关键性问题。     

La3+离子在EMIMBF4离子液体中的电化学行为研究

采用三电极体系对La3+离子在0.01mol/LLaCl3-0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明:La3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明:La3+离子的还原过程受到扩散控制,传递系数和扩散系数分别为0.0492和(1.07～1.19)×10-6cm2/s。     

在LiCl-KCl熔盐体系中Zr(Ⅳ)的电化学还原

利用电化学暂态技术如循环伏安法、计时电位法和计时电流法研究了K2ZrF6-LiCl-KCl熔盐体系中,温度为923K时Zr(Ⅵ)在钼电极上的电还原过程.结果表明,Zr(Ⅵ)在钼电极上的电还原是通过两步电子转移反应完成的.其电化学反应历程为:Zr(Ⅵ)+2e=Zr(Ⅱ),Zr(Ⅱ)+2e=zr.其中间产物经X射线衍射分析为ZrCl2.计时电流曲线研究表明,锆在析出时存在成核极化现象,成核过程为瞬间成核过程.     

SOEC阴极材料Sr_2FeMoO_(6-δ)的微观结构和性能

选用双钙钛矿结构Sr_2FeMoO6-δ作为固体氧化物电解池的阴极材料,经过压制成型和烧结制备成阴极。利用阿基米德法测定了阴极的孔隙率,结合扫描电子显微镜研究造孔剂的用量对阴极孔隙结构的影响。利用热分析仪测定了不同孔隙结构的阴极受热后热膨胀情况和热膨胀系数,研究其与电解质的热膨胀系数匹配情况。最后利用电化学工作站测试了阴极材料的电化学性能。实验结果表明,双钙钛矿结构Sr2Fe Mo O6-δ有较好地电化学性能以及与电解质LSGM热膨胀系数匹配,有望成为固体氧化物电解池阴极的理想候选材料。     

CaO在CaCl2和等摩尔CaCl2-X(X=NaCl,BaCl2,LiCl)熔盐中的阴极行为

采用循环伏安方法研究了1173 K时CaCl2-0.5?O(摩尔分数)和等摩尔CaCl2-X-0.5?O(X=NaCl,BaCl2,LiCl)熔盐中CaO在Mo电极上的阴极行为.研究结果表明,CaCl2与CaO电离的Ca计具有不同的离子结构和还原电势,在1173 K时其还原峰电势分别为-2.15和-1.51 V.等摩尔混合熔盐CaCl2-x-0.5?O(x=NaCl,BaCl2)中,CaO诱发电解质产生低电位沉积,降低了混合熔盐的电化学稳定性.通过阴极扫描电流峰密度与扫描速率的关系,计算出1173 K时CaO电离的Ca2 在CaCl2-0.5?O,等摩尔的CaCl2-NaCl-0.5?O,CaCl2-BaCl2-0.5?O和CaCl2-LiCl-0.5?O熔盐中的扩散系数,分别为6.42×10-5,1.56×10-5,1.20×10-5和6.79×10-5 cm2/s.     

含PbO的尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑体系在353 K下电化学提取铅

为了能在室温下从氧化铅中电化学提取铅,合成一种新的电解质尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑(urea-[EMIM]F)以溶解氧化铅,并研究铅在此电解质中的电化学行为.电化学提取前,研究该电解质的密度、黏度和电导率.采用循环伏安法、计时电流法和恒电位电解技术研究铅在尿素-1-乙基-3-甲基氟化咪唑中的电化学行为.结果表明:...     

Q235钢在模拟海水环境混凝土孔隙液中阴极氧还原反应的动力学研究

通过用循环伏安和旋转圆盘电极伏安等电化学方法研究了Q235钢在模拟海水环境下的混凝土孔隙液中阴极氧还原反应行为及动力学参数.结果表明：在0.02 mol/L Ca(OH)2溶液中氧还原反应在阴极反应电位范围内,最初为混合过程控制的二电子反应即O2还原为HO-2,电位较负时为扩散过程控制的四电子反应,反应的最终产物为OH-.0.02 mol/L Ca(OH)2+3.5% NaCl溶液中氧还原反应半波电位与无氯离子溶液体系相比发生正移,氧还原反应以四电子反应为主,反应的最终产物为OH-.     

氯化物熔盐体系共电沉积法制备Mg-Li-Gd合金的研究

在LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐体系中采用电化学共沉积法制备Mg-Li-Gd合金,借助循环伏安和计时电位技术对熔盐电化学行为进行探讨,并运用XRD,SEM,EDS和OM对所得合金进行测试.研究结果表明,Gd2O3在LiCl-KCl熔盐体系中几乎不溶,而在LiCl-KCl-MgCl2熔盐中有一定的溶解度,而...     

NaCl-KCl-NdCl3-AlCl3熔盐体系电解制备Nd-Al合金及机理

在700℃的NaCl-KCl体系中,采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法等电化学测试方法研究了钨电极上Nd(Ⅲ)的电化学行为以及与Al(Ⅲ)共沉积的电化学过程。结果表明:在低扫描速率(0.1～0.5V·s~(-1))下,NaCl-KCl-NdCl_3熔盐中Nd(Ⅲ)的还原是一步交换3个电子的准可逆过程,该还原过程由扩散步骤控制,扩散系数约为1.2×10~(-5) cm~2·s~(-1)。将AlCl_3引入NaCl-KCl-NdCl_3熔体后,循环伏安、方波伏安以及开路计时电位测试结果表明,电解过程中形成了3种Nd-Al金属间化合物(Nd_3Al_(11)、NdAl_3和NdAl_2),其形成机理为Nd在预先沉积的Al上发生欠电位沉积。通过电动势法,计算了700℃时Nd-Al金属间化合物的热力学参数,如两相共存下Nd的活度和相对偏摩尔吉布斯自由能以及Nd-Al金属间化合物的标准吉布斯自由能。在-2.3 V下进行恒电位电解5 h制备了Nd-Al合金,所得合金由Nd_3Al_(11)、NdAl_3、NdAl_2和Al4种物相组成。     

钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原

本文用线性电位扫描,循环伏安和计时电位等方法研究了钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原机理.发现电还原反应分两步进行:第一步为准可逆反应,第二步为可逆反应.在815℃时用循环伏安法测得的MO~(6+)扩散系数为1.99×10~(-5)cm~2/s,用计时电位法测得的为2.25×10~(-5)cm~2/s.     

Sb(Ⅲ)在碱性木糖醇溶液中的阴极电沉积(英文)

运用循环伏安法、线性电位扫描法研究木糖醇在碱性溶液(含锑)中的电化学稳定性及锑在木糖醇碱性溶液中的沉积动力学参数;采用计时电流法研究锑在不锈钢阴极上的电化学成核机理。循环伏安测试结果表明,木糖醇在碱性溶液中的稳定性较好,在-1.20V～+0.60V(vsHg/HgO)范围内无氧化还原反应发生,在电位负于-1.70V(vs.Hg/HgO)时木糖醇在锑电极上可能发生分解。在该体系中,锑在阴极上的沉积经历了不可逆电结晶过程。根据线性电势扫描结果,锑沉积的活化能、表观传递系数、交换电流密度等动力学参数分别为46.33kJ/mol、0.64和4.40×10-6A/m2。计时电流法实验结果表明,锑在碱性木糖醇溶液中的成核机理符合扩散控制下的三维连续成核模型,外加电位对晶体生长速率和恒定电位下的饱和晶核密度有显著影响。通过分析恒电位阶跃曲线,求出锑离子在该体系中的扩散系数为1.53×10-6cm2/s。     

电活性NiHCF薄膜在含Pb2+溶液中的离子交换性能

采用阴极电沉积方法制备电活性NiHCF薄膜,考察薄膜在含Pb2+溶液中的电控离子交换性能.在0.1 mol/L的Pb(NO3)2溶液中,通过循环伏安法调节膜电极的氧化还原电位考察其活性和可逆性,并结合电化学石英晶体微天平(EQCM)技术分析离子的交换机制,同时比较Co(NO3)2和Ni(NO3)2溶液中NiHCF膜电极的电化学行为;在0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Co(NO3)2]和0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Ni(NO3)2]两组混合溶液中,通过循环伏安法分析薄膜对Pb2+/Co2+和Pb2+/Ni2+的选择性;并通过X射线能谱仪(EDS)分别测定膜在氧化和还原状态下的元素组成.结果表明,电活性NiHCF膜在含Pb2+、Co2+和Ni2+溶液中均具有可逆的离子交换行为,对Pb2+的选择性高于对Co2+和Ni2+的,通过电控离子交换方法可以使Pb2+从废水中得到有效分离.     

天然海水中NaN_3对316L不锈钢表面微生物膜催化阴极氧还原的影响

利用荧光显微观察技术选择临界使用浓度的NaN3,分别在O2及N2气氛下采用循环伏安及电化学阻抗技术研究其氧还原过程的电化学行为。结果表明,不锈钢表面的生物膜能够加大还原峰电流密度值,当使用临界浓度的NaN3处理不锈钢试样后,还原峰值明显减小,且峰电位均负移。微生物膜能够促进电子传递给最终电子受体O2,同时降低不锈钢材料发生腐蚀的可能性。由此推测,天然海水中,316L不锈钢表面微生物膜改变了传统阴极氧还原的电子传递途径,即加速了O2作为最终电子受体的电子传递过程,催化了O2的还原;同时,还能够抑制不锈钢材料的腐蚀。     

有机添加剂对碱性条件下电镀铋的影响

利用电化学技术研究有机添加剂存在的碱性环境下铋的电沉积行为。结果表明:在循环伏安法试验中,铋的成核是一个扩散非可逆控制的电沉积过程,有机添加剂的存在使铋的沉积电位明显负移;在计时电流法试验中,铋的电沉积是一个典型三维连续成核过程。利用循环伏安法和计时电流法可以计算出非常接近的扩散系数,分别为1.17×10-5和1.55×10-5 cm2/s,说明这两种方法可用于有机添加剂电沉积铋的动力学计算研究。此外,氨基三亚甲基膦酸的加入细化了镀层晶粒,使镀层表面更加平整和致密。