熔鹽電解固態(tài)化合物研究中的若干探索.pdf

1、高溫熔鹽以其特有的物理和化學(xué)性質(zhì)展現(xiàn)出十分廣泛的應(yīng)用前景.首先熔鹽一般不含水,具有較高的離子導(dǎo)電率,較寬的電化學(xué)窗口,所以將成為新一代高能量密度電池發(fā)展的首選.其次熔鹽電解以其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)將成為21世紀(jì)中金屬制備技術(shù)的重大發(fā)展方向之一.因此,對(duì)熔鹽體系的基礎(chǔ)理論研究無(wú)疑具有非常重要的意義.電化學(xué)研究離不開(kāi)參比電極,基于熔鹽電化學(xué)領(lǐng)域沒(méi)有較為通用的參比電極,本文以不同的設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)了石英套管的局部固態(tài)離子導(dǎo)通,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了兩種全

2、固態(tài)密封的Ag/AgCl高溫參比電極,即離子化參比電極和石英參比電極.該兩類參比電極均具有制作簡(jiǎn)單,電位穩(wěn)定性好,重現(xiàn)性好,使用壽命長(zhǎng),不污染研究體系,可在多種氯化物熔鹽體系中反復(fù)使用等特點(diǎn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,離子化參比電極的適用溫度范圍從400-900℃,而石英參比電極的適用溫度范圍是從700-950℃.高溫熔鹽中粉末材料的電化學(xué)行為研究目前尚缺乏合適的研究方法,本文設(shè)計(jì)了W-SiO<,2>高溫粉末微腔電極等對(duì)多種固體粉末進(jìn)行了循環(huán)伏安方

3、法研究,初步證實(shí)了電極設(shè)計(jì)的合理性及實(shí)用性,為今后工作的開(kāi)展建立了很好的研究平臺(tái).傳統(tǒng)硅的生產(chǎn)采用炭熱還原法,具有反應(yīng)溫度高、環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重、產(chǎn)物純度難以提高等缺點(diǎn).熔鹽電解法制備單質(zhì)硅是一種潛在的替代方法.本文通過(guò)在高溫氯化鈣熔鹽中直接電解SiO<,2>粉末壓片電極,證實(shí)了電解SiO<,2>制備單質(zhì)Si的可行性.通過(guò)預(yù)電解、控制電位電解可以有效避免鈣、鎂元素對(duì)產(chǎn)物的污染.通過(guò)對(duì)二氧化硅還原的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn),氧化物粉末的顆粒尺寸與其完全還原