固态氧化物电解论文_陈华林,王志勇,金先波,陈政

导读:本文包含了固态氧化物电解论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电化学,氧化物,固态,剑桥,能级,金属,合金。

固态氧化物电解论文文献综述

陈华林,王志勇,金先波,陈政^[1]（2014）在《固态氧化物阴极过程的离子扩散模型及其Ta_2O_5熔盐电解验证》一文中研究指出固态氧化物阴极在氯化钙熔盐电解质中的脱氧速率可依据氧离子的稳态扩散模型(PRS模型)由固态氧化物阴极孔隙率P,还原后金属与还原前氧化物之间的摩尔体积比R,还原后阴极的体积收缩率S等参数直接计算.PRS模型重要意义还在于可提供极简单的公式以预测不同金属氧化物还原时固态阴极的优化孔隙率,而固态阴极孔隙率对其脱氧速率有显着影响.对于Ta2O5电解,其固态阴极孔隙率不宜大于50%.相关理论预测结果得到了固态Ta2O5在氯化钙熔盐中电解实验的良好验证,表明PRS模型对固态化合物阴极的快速、高效电解具有重要的指导意义.(本文来源于《电化学》期刊2014年03期）

穆洁尘,姜龙贵,张丽鹏^[2]（2011）在《固态氧化物熔盐电解的研究进展》一文中研究指出本文介绍了熔盐电解固态氧化物技术在稀有难熔金属制备方面的应用,结合Ti的制备分析了FFC法的发展、工艺特点以及所面临的问题,重点阐述了导电性对FFC法生产的影响。以太阳能级硅(SOG-Si)的制备和多孔膜有效应用为例介绍了熔盐电解固态氧化物技术应用的最新研究进展。综合熔盐电解固态氧化物技术的研究现状,提出室温离子液体中电脱氧制备金属及合金,是实现冶金过程绿色生产的新方法,电解固态氧化物技术的应用有着很好的工业化前景,但要实现大规模工业生产仍然面临着诸多问题。(本文来源于《甘肃冶金》期刊2011年06期）

李伟^[3]（2010）在《新型固态氧化物熔盐电解模式与机理研究》一文中研究指出金属及合金在国民经济中具有重要地位,广泛应用于化工、冶金、船舶、汽车、航空航天工业、国防技术等领域。由于化石能源逐渐枯竭和二氧化碳排放对全球气候的影响等问题日趋严重,目前许多工业纯金属和合金的生产工艺被普遍认为需要改进,特别突出的问题是过程复杂、工艺流程长、能源消耗大、污染环境等,诸如此类问题还导致一些性能优良的金属、合金的价格居高不下,限制了其在各个领域的应用。只有开发新的低成本生产工艺,才能从根本上解决金属与合金的应用问题。熔盐中直接电解还原固态氧化物提炼金属、制备合金是近年来由剑桥大学开始而发展起来的具有革命性意义的一种材料制备和冶金新工艺(FFC-剑桥法)。该方法工作温度低、工序简单、节约成本、环境友好,适用于制备难熔金属及合金。FFC-剑桥法自报道以来就成为国内外制备各种纯金属和合金的研究热点。然而,相关研究仍处于发展阶段,尚有很多基础问题需要解决。比如电解效率偏低,在CaCl2电解所得产品中严重的碳污染等,这些都制约了FFC-剑桥法的发展。该工艺中电流效率偏低主要源于电解过程中阴极氧化物的氧离子从本体到电解液的扩散受限(包括从氧化物本体到氧化物附近的电解液的扩散和氧离子从阴极到阳极的扩散)以及CaCl2中背景电流偏大,而产品中严重的碳污染主要源于CaO在熔融CaCl2中高的溶解度所致。究其本质,都源自于游离氧离子的影响。针对这个问题,本论文以FFC-剑桥法为基础,借助电化学手段(循环伏安、恒电位电解)及材料表征手段(XRD、SEM、TEM、EDAX.、LECO),就FFC-剑桥法中阴极过程和电解液的优化在不同的氯化物熔盐中开展了一系列研究工作,主要研究内容如下：1、研究TiO2在CaCl2熔盐中的电化学还原过程发现,TixO(x≥1)-Ti是还原过程的控制步骤。结合各种金属氧化物在CaCl2熔盐中的还原历程以及采用FFC工艺提炼金属的电流效率变化规律,我们认为在固态TiO2到金属Ti的还原过程中金属/金属氧化物(Ti/TixO)大的摩尔体积比是一道内在的障碍,该障碍的存在导致叁相界线减少,即反应活性点的减少。针对摩尔体积比较大的氧化物电解的简单且有效的改善方法是适当提高氧化物前驱体的孔隙率。综合比较各种造孔剂的利弊,我们选择NH4HCO3作为造孔剂改善氧化物的孔隙率。通过实验验证NH4HCO3具有极高的回收率(97%)且无残留,是一种绿色造孔剂。以二氧化钛为研究对象研究了孔隙率对FFC-剑桥工艺阴极还原过程的影响,并找到适合该实验体系实现二氧化钛快速还原的最佳孔隙率范围(60%-70%)。在该范围内的试片电解获得了32.3%-54.5%的电流效率,产品氧含量为0.19wt%-1.54wt%。结合两步槽压电解法,我们得到了目前生产氧含量低于2000 ppm的金属Ti可以达到的最高的电流效率和最低的能耗。我们将以上方法用于改善同样电解电流效率不高的Nb2O5的还原过程中,找到了适合该体系的孔隙率为64.8%左右,同时对NbO-Nb的过程有了进一步的认识(NbO-NbO0.7-Nb)。除了适用于钛、铌的提取外,该方法也可能适用于其他金属的提炼,比如Zr、Si等。2、针对游离氧离子的问题,对碱土金属氯化物熔盐进行了比较,选择对应氧化物在其氯化物熔盐中溶解度极低且便于操作的MgCl2为电解液进行了相关研究。利用钼腔电极在MgCl2熔盐中研究了Ta2O5、ZrO2的循环伏安行为,证明在MgCl2熔盐中,同样可以实现阴极金属氧化物的快速还原。采用循环伏安法、恒电位电解、恒电压电解等电化学方法,结合XRD、SEM等分析手段研究了Ta2O5在MgCl2熔盐中的还原历程,证实在该体系中O2-与Mg2+结合产生稳定的MgO,阳极反应为Clˉ离子放电生成氯气。在700℃MgCl2-NaCl-KCl熔盐中,在1.4-2.2 V的槽压下电解成功制得纳米级金属钽粉(20-100 nm,氧含量：0.74wt%-1.54wt%)。,由于氧化镁在MgCl2熔盐中的溶解度很低,使得熔融MgCl2的背景电流较CaCl2低,电流效率高达92%。基于以上研究,我们提出了一种新的电化学脱氧方法：该方法中阴极产生的氧在熔盐中以固态MgO的形式与前驱体相分离,无需经阳极放电而排出,因而不存在游离氧离子的影响；阳极反应为Clˉ放电生成氯气,使得性能优良的石墨棒可以作为惰性阳极使用,在阳极没有CO2气体排放的同时,阴极产品中的碳含量也可以得到大幅度的降低。在700℃MgCl2-NaCl-KCl熔盐中同样得到了金属Nb、Zr、Ti等金属。需要指出的是,由于副产物氧化镁需要酸处理且不易处理完全,对产物的纯度带来了影响。3、基于MgCl2熔盐中新的电化学脱氧方法中氧化镁不易处理的问题,考虑到碱金属氧化物很容易与水作用,对碱金属氯化物熔盐进行了相关研究。以Nb2O5为代表研究了金属氧化物在碱金属氯化物熔盐中的还原行为。1、证明Nb2O5在700℃、有传导氧离子能力的LiCl熔盐中可以实现快速还原,其还原机理与CaCl2相同,并对其还原历程进行了研究(Nb2O5→NbO2、LiNbO3→LiNbO2→Nb);2、在900℃、没有传导氧离子能力的NaCl熔盐中对Nb2O5的还原行为及历程进行了研究。虽然Nb2O5在纯NaCl熔盐中可以实现完全还原,且还原机理与在MgCl2中相同,但是由于极化程度有限,且中间产物颗粒尺寸过大也带来动力学障碍,导致还原过程非常缓慢；3、在900℃、没有传导氧离子能力的KCl熔盐中,通过循环伏安研究,发现在金属K析出之前,Nb2O5在其中无法实现由氧化物到金属的转变。同时,氧化物在碱金属氯化物熔盐的中间过程条件易于控制,为制备中间态的氧化物复合物提供可能,比如LiNbO2、Na0.66NbO2、NaNbO2、KNb3O5等。4、我们尝试了在氧化物溶解度低的电解液体系中制备复合氧化物材料：1、在MgCl2熔盐中通过恒电位电解、恒电压电解、改变前驱物等方法尝试制备MgTiO4。虽然得到了接近计量比的产品,但是由于MgO在熔盐体系中低的溶解度,导致产品中有少量MgO残留；2、在LiCl熔盐中尝试制备LiNbO2,通过以LiNbO3为前驱体部分脱氧有望获得颗粒尺寸比较小的单一相LiNbO2产物,同时将LiNbO2作为锂离子电池材料进行了锂离子脱嵌行为研究,得到的结果不如预计理想。(本文来源于《武汉大学》期刊2010-05-01）

刘美凤,卢世刚,阚素荣^[4]（2008）在《熔盐电解固态氧化物制备难熔金属及合金的最新进展》一文中研究指出介绍了熔盐电解固态氧化物制备金属(FFC法)的基本原理,并综述了利用FFC法制备难熔金属及合金的最新进展,分析了FFC法的优点及目前存在的主要问题,指出如果FFC法的电解速度和电流效率得以提高,电解固态氧化物直接制备金属及合金将具有很好的工业化前景。(本文来源于《稀有金属》期刊2008年05期）

固态氧化物电解论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文介绍了熔盐电解固态氧化物技术在稀有难熔金属制备方面的应用,结合Ti的制备分析了FFC法的发展、工艺特点以及所面临的问题,重点阐述了导电性对FFC法生产的影响。以太阳能级硅(SOG-Si)的制备和多孔膜有效应用为例介绍了熔盐电解固态氧化物技术应用的最新研究进展。综合熔盐电解固态氧化物技术的研究现状,提出室温离子液体中电脱氧制备金属及合金,是实现冶金过程绿色生产的新方法,电解固态氧化物技术的应用有着很好的工业化前景,但要实现大规模工业生产仍然面临着诸多问题。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

固态氧化物电解论文参考文献

[1].陈华林,王志勇,金先波,陈政.固态氧化物阴极过程的离子扩散模型及其Ta_2O_5熔盐电解验证[J].电化学.2014

[2].穆洁尘,姜龙贵,张丽鹏.固态氧化物熔盐电解的研究进展[J].甘肃冶金.2011

[3].李伟.新型固态氧化物熔盐电解模式与机理研究[D].武汉大学.2010

[4].刘美凤,卢世刚,阚素荣.熔盐电解固态氧化物制备难熔金属及合金的最新进展[J].稀有金属.2008

论文知识图

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