钽在熔盐中的电化学行为

本文对钽在熔盐体系中的电化学行为作了较全面的评述,着重阐明和讨论了钽的阴极反应过程,并介绍了近年来的有关研究成果。     

MgCl2-KCl-SmCl3熔盐中Sm3+在钨电极上的电化学行为

随着我国科技与经济的高速发展,对能源的需求量日益增加,传统的材料已经无法满足科技的进一步发展,亟需一种以稀土作为原料的新型材料将其取代,因此,对稀土元素的探究显得尤为重要.将温度控制在1023K,在MgCl2-KCl熔盐体系中,运用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、计时电流法(CA)、计时电位法(CP)等电化学...     

铜在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为研究

采用循环伏安、方波伏安、计时电位及线性扫描伏安法研究了500℃时Cu(Ⅰ)在LiCl-KCl熔盐体系中石墨电极和钼电极上的电化学行为,并且研究了不同CuCl浓度下铜的沉积电位。结果显示,铜离子在熔盐中的还原过程分两步进行,分别在-1.05 V和-1.55 V处依次还原,即Cu(Ⅱ)→Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅰ)→Cu(0)。通过循环伏安及计时电位测试,均得出Cu(Ⅰ)在LiCl-KCl熔盐中的阴极还原过程为受扩散控制的准可逆过程,扩散系数分别为1.79×10-5 cm2/s和1.26×10-5 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.     

稀土氟化物熔盐的电化学研究

本文讨论的是电解法生产稀土金属的基本研究工作。以氟化物熔盐和稀土氧化物为原料，根据电化学反应类型。临界电流密度及熔盐熔点设计电解槽。我们测定了极化曲线和电解质熔点，并讨论了稀土氧化物和氟化物熔盐的电化学反应，确定了过程中的析氧，析氟反应，稀土金属及合金的电溶积。金属铈在８９０℃熔盐中阳极临界电流密度９Ａ／ｃｍ＾２。钕在９２０℃阳极临界电流密度为１．６Ａ／ｃｍ＾２。     

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。     

LiCl-LiF熔盐中Li_2CO_3在钨电极上的电化学行为

680℃、LiCl-LiF纯锂盐体系,以Li_2CO_3为原料熔盐电解法制备金属锂。采用电化学方法(循环伏安、计时电位法)分析了Li_2CO_3在钨丝工作电极上的电化学行为。金属锂在钨丝电极上的还原为一步得电子可逆反应过程,在氯气析出峰前的氧化峰为加入Li_2CO_3所致,Li_2CO_3在电场作用下分解成氧化锂和二氧化碳,氧离子在氯气析出峰前放电生成氧气。往LiCl-LiF熔盐体系加入1%Li_2CO_3使锂离子的扩散系数由1.98×10~(-8) cm~2/s减到0.82×10~(-8 )cm~2/s,最小还原电流密度由0.28A/cm~2增加到0.59A/cm~2,且锂离子在钨丝电极上的电化学还原过程由扩散环节控制。     

电流密度对熔盐电化学渗硼工艺的影响

采用硅含量为3.5%的无取向硅钢作为渗硼基体,通过熔盐电化学的方法渗硼,以改善硅钢磁性和塑性。利用辉光放电光谱仪、原子力显微镜和X射线衍射仪,研究熔盐电化学渗硼过程中,电流密度对渗层的成分、表面形貌、截面形貌和表面物相的影响,从而确定最佳工艺条件。结果表明:当沉积时间60 min,温度为800℃,占空比20%,周期1 000μs,电流密度为50 mA/cm2时,渗层的厚度最大;渗层表面粗糙度最小,表面光洁度最好;渗层组织最为细致紧密。     

CP熔盐电化学方法检测LiCl-KCl熔盐La（Ⅲ）浓度

在773 K氩气环境下,采用CP熔盐电化学方法对LiCl-KCl电解质体系中不同组分LaCl₃(0.98 %、2.0 %和3.3 %)进行La离子浓度检测.研究结果表明:La（Ⅲ）在钨电极上相对于银/氯化银参比电极的还原析出电位在-2.0~-2.2 V左右,通过阴极峰电流值、过渡时间与深度三者关系计算,773 K下La离子扩散系数在1.29×10-5~5.42×10-5 cm2/s之间.通过对比计时电位法（CP）和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP）检测的La离子浓度结果,相对误差依次为1.25 %、1.11 %和1.72 %.LiCl-KCl熔盐中La电沉积的峰值电流和过渡时间平方根乘积与浓度呈良好线性关系,说明以CP熔盐电化学方法检测离子浓度可行性好.      

熔盐电化学石墨化研究进展及展望

近年来,提出了一种高效、环境友好的熔盐电化学转化方法,可将碳污染物直接转化为高附加值的石墨化产物。本文综述了熔盐电化学石墨化的工艺流程、产物的结构特征与转化机理。详细介绍了碳纳米材料在锂离子电池和铝离子电池等二次电池中的应用前景,突出了转化和利用丰富的二次碳资源实现高附加值应用的高效策略。最后,对开发熔盐电化学石墨化与规模化低能耗电解技术、构建先进高温熔盐电化学原位表征技术与定量化分析方法、深入研究电化学石墨化微观转化机理、推动石墨化产品的工程化应用进行了分析与展望。      

NaCl-KCl-MgCl2熔盐Mg2+在钨电极上的 电化学还原机理

采用三电极在NaCl-KCl熔盐电解质体系,以MgCl₂为原料应用AUTOLAB电化学工作站分别通过循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究了1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原过程.循环伏安测试结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原是1步反应转移2个电子过程,电极反应受扩散控制,扩散系数为3.81×10-6 cm2/s,电极反应为Mg2++2e-→Mg.计时电位测试结果验证了循环伏安测试结果的正确性.计时电流测试数据拟合结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐中Mg2+在钨电极上的电结晶是瞬时成核方式.      

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.      

Emission colour tuning in KLnF4:Yb3+,Er3+/Ho3+ phosphor

KLnF₄:Yb³⁺,Er³⁺/Ho³⁺(Ln=Y,Yb,Gd) phosphors were prepared by solid-state reaction technique.For each of the Yb³⁺/Er³⁺ and Yb³⁺/Ho³⁺ co-doped phosphors independently,phase confirmation and morphological examination were accomplished using the X-ray diffraction technique and scanning electron microscope analysis.X-ray photoelectron spectroscopy analysis shows the charge state and existence of lanthanides and dop...     

NaCl-CaCl2-CaWO4熔盐体系电导率的研究

电导率作为一个重要的物理化学参数,对熔盐电解选择最佳电解质及电解温度等具有重要指导意义,通过对熔盐电导率的研究,可以间接地了解熔盐体系的离子结构.因此,关于NaCl-CaCl₂-CaWO₄ 熔盐体系导电性质的研究,对深入研究其电解机理则凸显重要,实验采用 CVCC 法测定 NaCl-CaCl₂- CaWO₄ 熔盐体系的电导率,并通过正交试验分析,研究该体系电导率与温度和熔盐组成摩尔比的关系.结果表明:升高温度或是增大 NaCl 对 CaCl₂ 的摩尔比,均能提高体系电导率,而组分摩尔比是影响体系电导率的主要因素,当 n（NaCl）∶n（CaCl₂）为 1∶1 时,即体系最低共熔点附近出现了电导率的最低值,并随着 NaCl 或 CaCl₂ 的增加,电导率也增加.      

Effect of electron traps on long afterglow behavior of Sr3Al2O6:Eu0.012+,Dy0.02-x3+,Hox3+

The long persistent phosphors Sr3Al2O6:Eu0.012+,Dy0.02-x3+,Hox3+ (x=0, 0.01, 0.02) were prepared by a high temperature solid state reaction. All samples showed a broad band emission peaking at ~510 nm, which could be ascribed to Eu2+ transition between 4f65d1 and 4f7 electron configurations. With the increase of substitution of Ho3+ ions for the Dy3+ ions in the as-prepared phosphors Sr3Al2O6:Eu0.012+,Dy0.02-x3+,Hox3+ (x=0, 0.01, 0.02), the initial intensity of the afterglow obviously decreased. From the thermoluminescence (TL) curves of the samples, we concluded that codoped Ho3+ ions led to a decline of the trap depth and redistribution of the trap. This may be responsible for the change of afterglow of Sr3Al2O6:Eu0.012+,Dy0.02-x3+,Hox3+ (x=0, 0.01, 0.02).     

Broadband downconversion in YVO4：Tm3＋,Yb3＋ phosphors

An efficient near-infrared (NIR) downconversion (DC) by converting broadband ultraviolet (UV) into NIR was demonstrated in YVO4:Tm3+,Yb3+ phosphors. The phosphors were extensively characterized using various methods such as X-ray diffraction, photoluminescence excitation, photoluminescence spectra and decay lifetime to provide supporting evidence for DC process. Upon UV light varying from 260 to 350 nm or blue light (473 nm) excitation, an intense NIR emission of Yb3+ corresponding to transition of 2F5/2→2F7/2 peaking at 985 nm was generated. The visible emission, the NIR mission and the decay lifetime of the phosphors of various Yb3+ concentrations were investigated. Experimental results showed that the energy transfer from vanadate group to Yb3+ via Tm3+ was very efficient. Application of the broadband DC YVO4:Tm3+,Yb3+ phosphors might greatly enhance response of siliconbased solar cells.     

Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+的制备及近红外发光性能

采用传统的高温固相反应制备了一系列Y₂MgTiO₆:Mn4+/Nd3+下转换材料。利用稳态激发发射光谱以及瞬态荧光寿命等进行了分析, 在Mn4+→Nd3+能量传递过程中, 在331 nm激发下Nd3+产生885 nm和1 085 nm的红外发射对应于4F_3/2→4I_11/2与4F_3/2→4I_9/2能级跃迁。研究结果证实, 双掺Mn4+/Nd3+的Y₂MgTiO₆在1 085 nm荧光强度比其单掺Nd3+的Y₂MgTiO₆增强了5倍。还进一步阐释了Mn4+→Nd3+能量传递主要是共振能量传递的偶极-偶极机制。近红外发光的下转换材料Y₂MgTiO₆:Mn4+/Nd3+对晶体硅太阳能电池的荧光转换层具有很好的应用价值。      

Y2O3-SiO2∶Eu3+,Bi3+荧光材料的结构及性能研究

用溶胶-凝胶法(Sol-gel法)低温合成了Y2O3-SiO2∶Eu3+,Bi3+红色发光粉.X射线实验研究发现,850℃时,样品晶体结构为Y2SiO5,属单斜晶系(a=9.012,b=0.979,c=6.630),空间点群为PI1/C;SEM实验显示发光体为不规则片层结构;粒度分析表明发光体粒度分布均匀,平均粒度为0.79μm;T≥600℃时,发光体出现温度猝灭现象.     

NaCl-CaCl2熔盐体系中电脱氧制备金属Fe的工艺研究

在NaCl-CaCl₂熔盐体系中采用FFC-剑桥工艺开展了Fe₂O₃电脱氧制备金属Fe的工艺研究。重点研究了烧结工艺和电解工艺等对熔盐中Fe₂O₃电脱氧过程的影响。采用SEM分析了烧结后Fe₂O₃的微观结构, 采用XRD分析了电解前后产物的物相组成, 得到了优化的电脱氧工艺条件为:槽电压为3.2 V, 电解时间为8 h, 烧结温度为800~900 ℃, 黏结剂用量为1.5%~2.5%和电解温度为680~722 ℃。同时, 在该熔盐体系中Fe₂O₃电脱氧机理为Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe。