熔盐中Cu和Ti溶解的电化学研究

惰性气氛下Cu和Ti在熔融碱金属卤化物中的溶解現象早已为人們所发現。关于金属在熔体中的溶解机理有下列三种說法:(1)Stern証明Ag在NaCl熔体中的溶解,主要是化学相互作用,即Ag+NaCl=AgCl+Na°;(2)Straumanis认为Ti的溶解应該有氧参加,即Ti+4NaCl+O_2=TiCl_4+2Na_2O;(3)发現Cd在NaCl—KCl熔体中以原子状态存     

(Li_4·Li_2H_2)_x链的量子化学从头计算

熔盐-金属界面的电子结构,迄今尚无认真的研究工作。作者之一曾用量子化学计算研究过熔盐-液体金属溶液的电子结构,证明金属原子和金属离子间有电子迁移并形成原子簇离子。用量子化学方法探讨熔盐-金属界面的电子结构,应是一种有益的尝试。     

CeCl_3-AgCl-KCl和CeCl_3-KCl熔体中的活度

熔盐体系中的活度通常用可逆化学电池直接测定,但是当构成熔盐的金属的电负性相近或金属与熔盐发生相互作用时,则较难利用这种方法得出。在这种情况下,按Darken,利用三元系活度的测定可以克服上述困难,求得二元系的活度。这种方法在     

钛在溴化物熔盐中的电化学研究

一、引言最近由于溴化物熔盐可能成为制备、精炼,再生难熔金属和研究熔盐本性的熔体,因此已有溴化物熔盐的工作发表,金属钛在氯化物熔盐中的电化学研究范围较广,而溴化物熔盐的研究极少,本文就钛在溴化物熔盐中的电极电势以及Ti—Ti~( )—Ti~( )之间的平衡等方面进行了研究,并对有关的热力学性质进行了讨论。     

泡沫金属对高温熔盐熔化过程的影响

泡沫金属对高温熔盐的相变过程影响很大.本文通过Fluent软件研究了在微重力、真空条件下,泡沫金属的孔隙率,填充位置和体积对高温熔盐熔化过程的影响.结果表明,虽然泡沫金属的孔隙率的变化对高温熔盐整个熔化过程温度的分布影响不大.但是,随着孔隙率的变小,对熔化速率的影响越小.泡沫金属的填充体积对温度分布影响较小,但是填充位置对融化过程温度场影响很大.在一定范围内可以减少泡沫金属的填充体积,将泡沫金属填充到一定的位置来增加蓄热量.     

液体金属的沸腾传热

由于原子反应堆的发展,高效率的高参数动力装置的出現,及在化学工业中日益广泛地使用高温高压操作,近年来用熔融的液体金属作为高温載热体已逐漸受到各方面的注意。而用沸騰的液体金属来传热更有許多优点。但到目前为止,有关这方面的研究还很少,而且在压力下金属的沸騰几乎没有人研究过。我們对汞和鎂汞齐在不同压力下进行了沸騰給热的試驗。实驗范围为:热負荷q=5,000～47,000千     

熔盐结构

引言 熔盐的应用由来已久,玻璃制造即是一例。19世纪后期,有人利用熔盐制备纯的金属。例如Hall-Heroult方法是把矾土(Al_2O_3)溶在熔盐中,然后电解得出铝。熔盐性质的系统研究,如粘度、电导、热力学性质等,约在1900年开始,盐的熔点都在1000℃以下。后来改进熔     

Cu~(2+)离子的量子化学计算

在以前的研究中,我们通过量子化学计算或二次离子质谱实验,论证了碱金属、碱土金属、铝、锌和稀土金属在其卤化物熔盐或氧化物熔渣中溶解的机理,认为有Me_(?)~+一类原子簇离子形成。为了探讨Cu族元素在熔盐     

熔盐电化学及其应用

一引言熔盐电化学在理论和实际方面都具有重要的意义。熔盐的电化学性质和用电化学法得出的物理化学性质在了解熔盐特性和研究熔体结构方面提供了有益的资料;它们对建立结构模型和发展熔盐溶液理论起着特别重要的作用。在生产实践中许多稀有金属的电解制备,高熔点金属的电解精炼,熔盐渗镀和电镀以及熔盐的电化分析等均与熔盐电化学有密切关系。此外,高温燃料电池的研究和原子能工业的发展也要求对熔盐的电化学性质和其他物理化学性质进行更多的了解。熔盐电化学的研究在本世纪初已经开     

熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望

 难熔金属及合金的制备一直以来是一个耗能、复杂且困难的冶金及材料制备过程。如何从复杂高熔点金属氧化物矿物中直接提取获得高价值金属及合金,是新时代冶金及金属材料制备领域的研究重点和难点之一。近年发展起来的新熔盐电脱氧技术,可望对这一困境带来解决途径。笔者对“传统”熔盐电解法制备难熔金属进行了回顾,分析其面临的难题;对Fray-Farthing-Chen(FFC)剑桥法为代表的新熔盐电脱氧方法进行介绍,并重点介绍和展望了本课题组改进的固体透氧膜(SOM)法在该领域的发展和前景。     

金属配位(螯合)型离子液体在二氧化碳吸收和转化中的研究进展

金属配位型离子液体(ionic liquids, ILs)是一类由金属离子与有机或无机配体通过配位作用形成的低温熔盐.其中,当金属离子与配体具有多齿配位点时,将其称为金属螯合型ILs.目前,金属配位(螯合)型ILs已经被广泛用于气体吸收和有机催化等领域,显示出了优异的性能.本文首先对近年来金属阴离子配位型ILs和金属阳离子螯合型ILs在二氧化碳(CO_2)吸收中的应用进行综述,重点讨论了金属离子、配体和阴离子种类对CO_2吸收性能的影响;其次,总结了金属阴离子配位型ILs、金属阳离子配位型ILs、金属阴阳离子配位型ILs和金属阳离子螯合型ILs催化CO_2化学转化的研究进展,分析比较了不同类型金属配位(螯合)型ILs催化CO_2与环氧、末端炔烃、炔丙醇等底物的反应性能与机理;最后,阐述了金属配位(螯合)型ILs应用于CO_2吸收与化学转化时存在的问题与面临的挑战与机遇.     

熔盐中Nd~(2+)和Nd~(3+)相互作用的量子化学研究

稀土金属Nd溶入NdCl_3熔盐中造成的冰点下降表明,Nd在NdCl_3熔盐中可能形成二价离子Nd~(2+)。我们用量子化学计算也肯定了这种可能性。我们以前的工作曾证明,金属溶入熔盐中常形成原子簇离子。为了判明Nd~(2+)是否可能与周围的Nd_(3+)形成原子簇离子,我们用量子化学SCF DVX_α方法研究Nd~(2+)和Nd~(3+)     

溶液沸腾给热的扩散模型及准数综合式

(一) 在多元液体中新汽相的发生和长大过程与純液体中的有本貭不同。現有的准数综合式都沒有反映溶液沸騰的特殊性,对溶液沸騰給热是不适合的。溶液中的汽泡形成和长大可以分为两个阶段:初始导热控制阶段和扩散控制阶段。在第一阶段,汽泡长大是靠分子导热传过的热量使內层溶剂分子汽化,这一过程基本与Plesset-Zwick之模型相     

Al_2~+和Al_3~+的量子化学从头计算研究

金属铝在冰晶石熔盐中有一定的溶解度。在铝电解生产过程中,金属铝部分溶入熔盐扩散至阳极氧化损失,是电流效率下降的主要原因。金属铝在冰晶石熔盐中的存在状态,迄今为止众说纷纭。我们用Monte Carlo法对冰晶石熔体结构作了计算机模拟,根据模拟结果构筑量子化学计算用模型,将Al原子“置”入熔盐模型的空穴中,用量子化学EHMO方法研究     

硝酸盐和硫酸盐的熔盐相图中间化合物的形成规律

硝酸熔盐是若干用作传热介质或用于金属材料热处理的低熔点熔盐混合物的组分,硫酸熔盐与钢的高温腐蚀有关.因此硝酸和硫酸的熔盐相图为许多冶金学家所关注.本文用模式识别中的主成分分析(PCA)方法、人工神经网络方法总结这类熔盐相图中间化合物的形成规律和形成判据.     

由局外粒子吸脱附诱导的一类新的电化学振荡

自组织现象和理论研究是当今科学前沿之一.化学的基本规律是非平衡和非线性的,近年来随着非线性动力学的发展,有关金属阳极溶解和电催化等电极过程中的电流或电位振荡现象的研究成为一个热点课题[1～3].电化学振荡大都对应着电极表面的阻化、活化交替过程[4],如金属阳极溶解过程中难溶性盐膜的生成和溶解,电催化过程中中间产物的吸附和脱附,且大多与反应和产物粒子的传质过程密切相关.在金属防腐蚀、电镀和电池等实用电化学体系中有关添加剂性能和机理的研究具有重要的理论和实用意义,这些添加剂相当一部分能够吸附到电极表面上通过改变电极…     

不寻常的动物嘴

在玉平洋中的布亚岛，生活着一种名叫鹑螺的小海螺。它的体形和颜色均与鹌鹑相似，在爬行时会从口中喷出一种具有很强溶解能力的液体，可以把包括金属在内的许多物质溶解掉。所以，当它的石灰石上爬行时，就会在经过的地方留下奇形怪状的花纹，就像用刀刻下的一样。当地的土著人把这种小海螺捉来之后，让它沿羊规定的路线在金属或石灰石上来回爬行，从而得到各种花纹和图案，然后制成工艺品出售给旅游者。     

NaAlCl_4和Na_2Al_2Cl_8的分子动力学模拟

近年来,用分子动力学方法研究液体、气体的热力学、动力学性质的工作十分活跃.我们用分子动力学方法对熔盐蒸汽中存在的NaAlCl_4和二聚分子Na_2Al_2Cl_8作了计算机模拟研究.采用Schonfield 公式     

金刚石合成中的胶体观点

近几年来,关于溶剂一催化剂作用下的人造金刚石形成机理,如文献[1]所述,较多的学者认为,除考虑溶解在熔融金属中的碳原子转化外,应充分考虑“溶解”在熔融金属中石墨结构的原子集团向金刚石结构的原子集团的转化过程,提出了各种催化转化的模型。等从金刚石成核的动力学角度讨论胶体大小的石墨微粒转化为金刚石的可能性.本文通过分析高温、高压下石墨和熔融过渡金属的相互分散过程,提出了形成正电性胶体溶液的观点.     

面向碳中和的高温熔盐电化学技术

高温熔盐电化学反应具有反应动力学快、选择性好的优点,可用于能源存储与转换、金属材料的提取和纯化、二氧化碳的捕集和转化利用、退役金属材料的循环利用等领域,利用清洁电能驱动的高温熔盐电解技术可实现从源头、过程和末端全流程降碳减排.本文简要回顾了近20年来武汉大学在高温熔盐电化学方向的主要研究工作,包括熔盐电解固态化合物冶金(低碳提取)、熔盐捕集-电解转化CO₂(碳捕集与转化)、熔盐电化学制备功能材料(材料低碳制备)、熔盐电解回收能源金属材料(低碳绿色循环)和高温电解器关键材料(析氧阳极),形成了固态化合物还原反应动力学“三相界线”理论,丰富了高温惰性合金析氧阳极选材数据库,揭示了阳极氧化膜稳定服役机制,发明了熔盐电化学阳极氧化冶金新方法,提出了“熔盐电解质酸碱性-电极反应调控”新策略,并为新能源产业可持续发展所需的“前端原材料清洁提取”和“末端退役能源材料回收利用”提供新方法和新技术.以此为线索,评述了面向碳中和的高温熔盐电化学所面临的机遇与挑战,讨论了高温熔盐电解基础理论和应用技术的发展趋势,展望了清洁电能驱动的熔盐电解技术在实现碳达峰、碳中和目标中的潜在贡献.