Электрохимическое восстановление ионов церия и синтез соединений на его основе в галогенидных расплавах
Диссертация
В современной технике широко используют способность церия (как и других лантаноидов) модифицировать сплавы на основе железа, магния, алюминия, меди, ниобия, титана. Легирование конструкционных сталей церием значительно повышает их прочность. Здесь действие церия в целом аналогично действию лантана. Но, поскольку церий и его соединения дешевле и доступнее, чем лантан, значение церия как легирующей… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. СТРОЕНИЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ РАС- 9 ПЛАВЛЕННЫХ ГАЛОГЕНИДНЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ ЦЕРИЯ, БОРА, КРЕМНИЯ И ЖЕЛЕЗА (КОБАЛЬТА)
- 1. 1. Строение индивидуальных расплавов трихлорида церия
- 1. 2. Строение расплавленных систем галогенидов щелочных металлов, содержащих галогенид церия
- 1. 2. 1. Строение расплавленных систем хлоридов щелочных металлов, содержащих хлорид церия
- 1. 2. 2. Строение фторидных расплавленных систем, содержащих ионы церия
- 1. 3. Строение борсодержащих галогенидных расплавов
- 1. 3. 1. Строение борсодержащих хлоридно-фторидныхрасплавов
- 1. 3. 2. Строение борсодержащих фторидных расплавов
- 1. 4. Электрохимическое поведение церийсодержащих галогенидных расплавов
- 1. 5. Электрохимическое поведение борсодержащих галогенидных расплавов
- 1. 6. Электрохимическое поведение кремнийсодержащих галогенидных расплавов
- 1. 7. Электрохимическое поведение галогенидных расплавов, содержащих ионы железа и кобальта
- 1. 8. Электрохимическое получение сплавов и соединений на основе церия, обладающих магнитными свойствами
- 1. 9. Постановка задачи диссертационной работы
- ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
- 2. 1. Выбор электрохимических методов исследования электродных процессов в расплавленных средах
- 2. 2. Некоторые особенности проведения электрохимического эксперимента в галогенидных расплавах, содержащих церий, бор (кремний) и железо (кобальт)
- 2. 2. 1. Схема вакуумной системы и системы очистки и осушки аргона
- 2. 2. 2. Методика получения безводных галогенидов церия и железа (кобальта) и очистки фторбората, фторсиликата калия
- 2. 2. 3. Конструкция высокотемпературной кварцевой электрохимической ячейки и электродов
- 2. 2. 4. Рентгенофазовый метод анализа полученных соединений
- 3. 1. Обоснование выбора материала электрода для исследования механизма электровосстановления ионов церия в хлоридных расплавах
- 3. 1. 1. Вольтамперные зависимости процесса электровосстановления трихлорида церия на платиновом электроде
- 3. 1. 2. Вольтамперные зависимости процесса электровосстановления трихлорида церия на алюминиевом электроде
- 3. 1. 3. Вольтамперные зависимости процесса электровосстановления трихлорида церия на серебряном электроде
- 3. 1. 4. Вольтамперные зависимости процесса электровосстановления трихлорида церия на вольфрамовом электроде
- 3. 1. 5. Сравнительный анализ вольтамперных кривых, полученных на различных электродах
- 3. 2. Анализ механизма процесса электровосстановления трихлорида церия на серебряном электроде
- 3. 3. Электровосстановление ионов церия в хлоридно-фторидных расплавах
Список литературы
- da T., Ikeda M., Iwadate Y. and Mochinaga J. Processings of 22nd symposium on Molten Salt chemistry, Kitakyushu, 43 (1990) (in Japanese).
- Wasse J.C. and Salmon P. S. Structure factors for LnCb melts. // J. Phys.: Condens. Matter, 11,1999, P. 9293
- F. Hutchinson, A. Rowley, M.K. Walters, M. Wilson, J. C. Wasse and P. S. Salmon: J. Chem. Phys. 111(1999), 2028
- Papatheodorou G. N. Structure of molten rare-earth halides. In: Progress in Molten Salt Chemistry. V. 1. — Elsevier, 2000, — P. 65 — 70.
- Johnson K.E. and Sandoe J.N. // Canadian J. Chem., 46, 1968, P.3457−3462
- Волков C.B., Яцимирский К. Б. Спектроскопия расплавленных солей. -Киев. Наук. Думка. 1977. 224 с.
- Papatheodorou G.N. // J. Chem. Phys. 66,1977, P. 2893
- Potapov A.M., Salyulev A.B. Electronic absorbtion spectra of CeCl3 in molten alkali chlorides. // Progress in Molten Salt Chemistry, EUCHEM 2000 Conference on Molten Salts, Karrebehsminde, Denmark, P. 429−430.
- Ковалевский A.B., Козловских C.JI., Шишалов В. И., Ничков И. Ф. Плотность и электропроводность расплавленных смесей CeCb-CsCl // 6 Кольский семинар по э/х редких и цветных металлов, Апатиты, 1989, С. 23−24
- Ковалевский А.В., Козловских С. Л., Шишалов В. И. Плотность и электропроводность расплавленных смесей CeCb-CsCl // Расплавы, 1968, т. 2, № 5, С. 123−125
- Ковалевский А.В. Физико-химические процессы в хлоридных расплавах, содержащих редкоземельные элементы. // IX Всесоюзная конференция по физической химии и электрохимии ионных расплавов: Тез. докл. Свердловск. 1987. Т.1 -С.77 78.
- Gaune-Escard М. Thermochemistry, physico-chemical properties and modeling of the liquid MX LnX3 mixtures (M — alkali, Ln — rare-earth, X — hal-ide). //J. Electrochemical Society Proceedings, V. 97−7, — PP. 439 — 467.
- Gaune-Escard M., Rucerz L., Szczepaniak W., Bocgacz A. Enthalpies of phase transition in the lanthanide chlorides LaCl3, CeCl3, PrCl3, NdCl3, GdCl3, DyCl3, ErCl3 and TmCl3. // Journal of Alloys and Compounds, 204, 1994, -P.193 -196.
- Gaune-Escard M., Rucerz L., Szczepaniak W., Bocgacz A. Entropies of phase transitions in the M3LnCl6 compounds (M = K, Rb, Cs- Ln = La, Ce, Pr, Nd) and K2LaCl3. //Journal of Alloys and Compounds, 204,1994, P. 189 -192.
- Gaune-Escard M., Bocgacz A., Rucerz L., Szczepaniak W. Head capacity of LaCl3, CeCl3, PrCl3, NdCl3, GdCl3, DyCl3. // Journal of Alloys and Compounds, 235,1996, -P.176 -181.
- Спицын В.И., Мартыненко Л. И. Координационная химия РЗМ. М.: МГУ, 1979.-210 с.
- Степанов В. П. Межфазные явления в ионных расплавах: Дис. докт. хим. наук. — Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1979, — С 387.
- Thoma R.E. In: Progress in the Science and Technology of the Rare Earths (L. Eyring, Ed.). V. 2. Pergamon Press, London, 1966.
- Ohist A.S., Beate S.J., Bond G.E. Raman-spectrum of molten NaBF4 to 606 °C and 2% NaF 92% NaBF4 to 503 °C // J. Chem. Physics. — 1971. — vol. 54. -P. 4898−4901.
- Danek V., Votava L., Chenkova-Paneirova M., Matisovsky B. Phase diagram of the ternary system KBF4 KC1 — NaCl // Chem. Zvesti. — 1976 — V. 30.-P. 841−846.
- Простаков M.E., Круглов А. И., Пирина В. И. Комплексообразование в расплаве KBF4 и KF, CsF // III Уральская конференция по высокотемпературной физической химии и электрохимии: Тез. докл. Свердловск, 1981. — С. 77−78.
- Чемезов О.В., Батухтин В. П., Ивановский Л. Е. Напряжение разложения трифторида бора в его разбавленных растворах хлоридов цезия и калия // АН СССР, УрО, Институт электрохимии. Свердловск. 1985. — Деп. в ВИНИТИ. 16.01.85. № 7282-В.
- Polyakova L.P., Bukatova G.A., Polyakov E.G., Christensen E., J.H. von Barer, Bjerrum N.J. Electrochemical behaviour of boron in LiF NaF — KF — melts // J. Electrochem. Soc., V. 143. № 10.1996. — PP. 3178 — 3186.
- Тиунов B.C., Васильева A.H., Морачевский А. Г. Электрохимическое выделение бора из расплавленного электролита // Кольский семинар по электрохимии редких и цветных металлов: Тезисы докладов. Апатиты. 1986. С. 109.
- Egami I., Akasi К., Hang I.C., Ogura Н. Electroreduction of Boron in molten LiCl KC1 — KBF4 system // 16-th meeting of the Electrochemical Society of Japan.-1965.-P. 102.
- Pawlenko S. Liquidius Politherme des ternaren Sustem Kalium — tetrafluor Borat fherid and hudroxi-ftoroborat // Z. anory. allem. J. Chemic. — 1965. -336. h-3−4 — P. 172 -178.
- Danek V., Votava L., Matisovsky В. Reactions of Potassium tetrafluorochlo-rate in molten alkali chlorides // Chem. Zvesti. 1976 — vol. 30. p. 377 -383.
- Простаков M.E., Пырина B.K., Кочергин В. П. Комплексообразование в расплавленных смесях фторидов калия, иттрия, неодима и гадолиния // VI всесоюзная конференция по физической химии ионных расплавов и твердых электролитов Часть I. Свердловск. — с. 184
- Самсонов Г. В., Оболончик В. А., Куличкина Г. И. Диаграммы плавкости системы KBF4 KCl // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, хим. наука и промыт. 1959, — Т. 6. — С.804 — 805.
- Чемезов О.В., Ивановский JI.E., Батухтин В. П. Равновесные потенциалы бора в хлоридно-фторидных расплавах // Высокотемпературная физическая химия и электрохимия: Тез. докл. III Уральской конференции. Свердловск. -1981. С. 143.
- Castrillejo Y., Bermejo M.R., D. Arocas, A. M. Martinez, E. Barrado Chemical and electrochemical behavior of cerium (III) in molten LiCl-KCl and CaCh-NaCl // In Progress in Molten Salt Chemistry. V. 1. Elsevier, 2000, -P. 143 -149.
- Ничков И.Ф., Распопин С. П., Ямщиков Л. Ф. Состояние исследований по термодинамике хлоридных расплавов, содержащих РЗМ // Тез. докл. XII Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов. Т.1. С.207−211.
- Коррозия лантана, церия, празеодима и иттрия в расплаве LiCl KCl. А. В. Ковалевский, В. В. Сорока, В. Н. Варакин // Тезисы докладов IX Всесоюзн. конф. по физ. химии и электрохимии расплавов/ Екатеринбург, 1987, т. 2, с. 23−24.
- Shimada Т., Tezuka N., Miyake М. Dissolution of cerium metal into molten lithium fluoride // Proceedings of the 22th Symposium on Molten Salt Chemistry, Kitakyushu, 73,1990.
- Ito M., Hagiwara R., Ito Y. Synthesis of rare earth metal GIC ion molten chloride system // Proceedings of the 25th Symposium on Molten Salt Chemistry, — P. 63,1993.
- Сорока В. В. Взаимодействие редкоземельных металлов с никелем и кобальтом в хлоридных расплавах // Автореф. на соиск. уч. степ, кандид. хим. наук. Свердловск, 1988, — С. 17.
- Ковалевский А. В., Сорока В. В. Реакционная емкость галогенидных расплавов, выдержанных в контакте с металлами // Расплавы, 1988, т. 2, вып. 6, С. 28 — 32.
- Salyuev A., Tkacheva О., Shishkin V., Red’kin A., Khokhlov V. Charge transfer in molten chloride systems containing cerium ions // In: Progress in Molten Salt Chemistry. V. 1. Elsevier, 2000, — P. 471 -474.
- Masatoshi I. Diffusion Coefficient of Cerium and Gadolinium in Molten LiCl KC1 //J.Electrochem. Soc., 1998. V. 145, № 1, January.
- Кузнецов C.A. Электровосстановление бора в хлоридно-фторидных расплавах // Электрохимия, 1996, том 32, № 7, с. 829−835.
- Macdonald D. Transient Techniques in Electrochemistry. N.-Y.: Plenum Press, 1977. Ch. 8. P. 295.
- Ивановский JI.E., Чемезов O.B., Батухтин В. П. Электрохимическое поведение бора в хлоридно-фторидных расплавах // Тезисы докл. Ш-го
- Международного симпозиума по бору, боридам, карбидам и родственным соединениям. Тбилиси, 1984,-Тбилиси. Мецниереба. 1984. -С. 6.
- Gelovani G. A, On the existance of adsorption in halogenous molten system. // Double Layer and Adsorp. Solid Electrodes: 9th Symp, Tartu, June 6−9, 1991: Abstr.- Tartu, 1991. PP. 41 — 42.
- Хуан-Жень-Цзи, Acaca Кадзуо, Эргати Цтиро. Напряжение разложения систем KF KBF4, KBF4 — В203, КС1 — В203 // Сайсан Кэнкю, Т. Inst. Industr. Sci. Univ. Tokyo. — 1970. — V. 22. — P. 442 — 444.
- Хуан-Жень-Цзи, Огура Macao, Фурихата Сетсуо, Акаси Кадзуо. Перенапряжение в электролитах систем KF KBF4, КС1 — KBF4 // Сейсан Кэнкю, Saisan Kaukyu J. Inst. Industr. Sci. Univ. Tokyo. — 1972. — V. 24. -P. 34 — 35.
- Brookes H.S., Cibson P. S., Hills G.T., Naraian N., Wigley D.A. The electrochemistry of the boriding of ferrons metal surfaces // Transcription of the Institute of metal Finishing. 1976. V. 54, № 4. — P. 191 -195.
- Кузнецов C.A. Электровосстановление бора в хлоридно-фторидных расплавах // Электрохимия, 1996, Т. 32, № 7, С. 829 — 835.
- Ivanovsky L.E., Chemezov O.V., Nekrasov V.N., Batukhtin V.P. Kinetics of Boron electroextraction from ionic melts // 37-th meeting ISE. — Vilnius 1986.-№ 3.-P. 16−18.
- Чемезов O.B. Электрохимическое поведение бора в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах // Автореф. дисс. канд. хим. наук. Свердловск. 1987. — С. 17.
- Такахаро X., Кадзутака К., Гэнчита Ю., Масаузи О. Способ получения бора высокой чистоты электролизом расплава солей // Япон. пат., Кл. 10R 423, N 6243, заявл. 26.01.63, опубл. 04.04.66.
- Rao G.M., Elwell D., Feigelson R. S. Electrodeposition of silicon onto graphite//J. Electrochem. Soc., 1981,128, N 8, P. 1708−1711
- Rao G.M., Elwell D., Feigelson R. S. Electrowinning of Silicon from K2SiF6 -molten fluoride systems // J. Electrochem. Soc., 1980, 127, N 9, P. 1940 -1944.
- Бойко О.И., Делимарский Ю. К., Чернов P.B. Исследование условий получения порошкообразного кремния электролизом фторидно-окисных расплавов // Порошк. металлургия, 1982, № 6, С. 1 4.
- Делимарский Ю.К., Сторчак H.H., Черное Р. В. Исследование процесса электроосаждения кремния на твердых электродах // Электрохимия, 1973, № 10, С. 1443−1447.
- Делимарский Ю.К., Голов А. Г., Низов А. П., Чернов Р.В: Вольтамперо-метрические исследования расплавов, содержащих соединения кремния // Укр. хим. журн, 1968, 34, № 12, С. 1227 1234
- Бойко О.И., Делимарский Ю. К., Чернов Р. В. Электровосстановление Si(IV) из фторидно-хлоридного расплава // Украинский химический журнал, 1985, т. 51, № 4, С. 385 390.
- Делимарский Ю.К., Андрийко A.A., Чернов Р. В. Электрохимическое поведение германия (IV) в расплавленных фторидах // Укр. хим. журн., 1981,47, № 8, С. 787−793
- Киселева Е. К. Анализ фторсодержащих соединений // JI.:'Химия, 1966. -219 С.
- Fischer О., Dracka О. Studium der Reaktionskinetik von Elektrodenvorgangen mit hilfe der Elektrolyse bei konstanten Strom. I. Studium der dismutation der Ionen des funfvertigen Urans // Collect. Czech. Chem. Commun., 1959,24, N 9, S. 3046 3056
- Бережной А. С. Кремний и его бинарные системы // Киев: Изд-во АН УССР, 1958.-250 С.
- Васько А. Т., Ковач С. К. Электрохимия тугоплавких металлов // Киев: Техника, 1983.-160 С.
- Бойко О.И., Делимарский Ю. К., Чернов Р. В. Исследование условий получения порошкообразного кремния электролизом фторидно-окисных расплавов // Порошк. металлургия, 1982, № 6, С. 1 4.
- Бойко О.И. Электрохимическое получение кремния с заданным качеством из ионных расплавов // Автореф. дис. канд. химич. наук. Киев., 1984.-25 с.
- Кушхов Х.Б., Супаташвили Д. Г., Шаповал В. И., Новоселова И. А., Гас-виани Н.А. Совместное электровосстановление молибдат-иона с катионами Ni и Со в хлоридных расплавах // Электрохимия, Т. 26, № 3,1990, -С. 300 304.
- Sytchev J., Kaptay G., Kushchov H., Voltammetric investigation of the reduction process of nickel and iron divalent ions in chloro-fluoride melts // MicroCAD 2000, International computer Science Conference, Miskolc, 23−24 February 2000, PP. 69 — 74.
- Смирнов M.B., Покровский A.B., Логинов Н. А. // Труды института электрохимии У ФАН СССР, вып. 14,47,1970
- Chase M.W., Davies С.A., Downey J.R., Jr., Frurip D.J., McDonald R.A., and Syverud A.N. // JANAF Thermochemical Tables, Third Edition, American Institute of Physics, 1986.
- Du Selin, Tang Dingxiang. Some progress in study on preparation of rare earth metals and their alloys by fused salt electrolysis in China // New Front Rare Earth Sci. and Appl. Pros. Int. Conf. Biejng, Sept 10−14,1985. Vol, 2, Biejng, 1985,1117−1126.
- Серебренников B.B. Химия РЗЭ // Томск. Изд. Томск, унив., 1959 г. Т.1.-589 с.
- Ковалевский А. В., Сорока В. В. Получение поверхностных сплавов ко-бальт-РЗМ в хлоридных расплавах // Тезисы докладов XI конф. по физ. химии и электрохимии расплав, и тв. электролитов. Екатеринбург, 1998, т. 1, С. 227 — 228.
- Белов С. Ф., Середина Г. Д., Игумнов М. С. Исследование возможности получения сплавов олово-редкоземельный металл электролизом галоге-нидного расплава // VI Кольский семинар по электрохимии редких и цветных металлов. Апатиты. 1989. с. 40.
- Singh S., Pappachan A. L., Gadiyar H. S. Electroreduction of cerium and Ce-Co alloy//J. Less-Common Metals, 1986, 120, №. 2, p. 307−315.
- Oldham K.B., Myland I.C. Fundamentals of electrochemical sciens // Academic press, London, 1994 P. 237,424.
- Noel M., Vasi K.J. Cyclic voltammetry and the frontiers of electrochemistry, 1990, Aspekt Publications, London, P. 215.
- Плэмбэк Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и применение. М.: Мир, 1985,504 с.
- Галюс 3. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. — 552 с.
- Nicholson R. S., Shain I. Theory of stationary electrode polarography. Single scan and cyclic methods applied to reversible, irreversible and kinetic systems // J. Anal. Chem., 1964,36, N 4, P. 706 — 723.
- Adams R.N. Electrochemistry at solid electrodes. Marcel Dekker // New York, 1969.
- Шольц Ф. Электроаналитические методы, M. БИНОМ. 2006 С. 59−100.
- Bond A.M. Modern polarographic method in analitical chemistry. Marcel Dekker. New York, 1980.
- Randies J.E.B. I I Trans Faraday Soc. 1949. V. 44, P.327.
- Sevcik R.S. Coll. Czech. Chem. Commun. 1949. V. 13, P.349.
- Ficher A.C. Electrode dynamics. Oxford University Press, Oxford, 1996, p. 289.
- Delahhay P. Theory of Irreversible waves in Oscillographic Polarographi // J. Amer. Chem. Sos. -1953 75, № 5 — P.1190 -1196.
- Matsuda H., Ayabe J. Zur Theori der Randies Sowckschen Kathdenstrahl-Polarographic// Z. Electrochem.-1995 -59, № 6, P. 494 — 503.
- Fetter K.J. Electrochemical kinetics. Academic press, New York, 1967, p.
- Ревзин Г. Е. Безводные хлориды редкоземельных элементов и скандия. -В кн.: Методы получения химических реактивов и препаратов. М.: ИРЕА, 1967. вып. 16. — С. 124 -129.
- Ковба JI. М. Рентгенография в неорганической химии. М — Химия, 1991.
- Powder diffraction file. Philadelphia: ICPDS. 1977.
- Inorganic Index to the Powder Diffraction File. ASTM, — 1969, — Philadel-fia. — P. 344.
- Расшифровка рентгенограмм. // Под ред. Недома И. М. — Металлургия, 1975. С. 424.
- Делимарский Ю.К. Электрохимия ионных расплавов М: Металлургия, 1978.-248 с.
- Delfino S., Ferro R., Capelli R., Borsese A. Phase equilibria in the silver-cerium system // J. Less-Common Metals, 1975,45,1, P. 59−64.
- Pan Y.Y. and Nash P.// Published in Phase Diagrams of Binary Nickel Alloys, 1991,10 (3).
- Кушхов Х.Б., Узденова A.C., Виндижева M.K. // Украинский химический журнал, 2000. Т.66. № 7. с. 94−98.
- Кушхов Х.Б., Узденова А. С., Виндижева М. К. // Украинский химический журнал, 2001 Т.66. № 7. с.123−125.
- Смирнов M.B. Электродные потенциалы в расплавленных хлоридах. -М.: Наука, 1973.-247 с.
- Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов с неметаллами. М.: «Металлургия», 1964. с. 167−188.
- Самсонов Г. В. и др. Бориды // Г. В. Самсонов, Т. И. Серебрякова, В. А. Неронов // М. Атомиздат, 1975. — 373 с.
- Munitz A., Gokhale A.B., Abbaschian G.J. The Ce-Si (cerium-silicon) system // Bull. Alloy Phase Diagr.-1989,10, № 1 C. 73−78
- Браун Д. Галогениды лантаноидов и актиноидов. / Перев. с англ. Под ред акад. И. В. Тананаева. М.: Атомиздат, 1972 — 272с.
- Ш. Агеева Диаграммы состояния металлических систем. М.: 1966 — вып. 12, С. 94.
- Виндижева M.K., Каратаева P.A., Мафедзова 3.X., Зенковская Е. В. Исследование механизма совместного электровосстановления ионов церия, железа и бора в галогенидных расплавах. // Молодые ученые-2006, Нальчик С. 293−295.
- Виндижева М.К., Карашаева Р. А., Шерметова С.А, Тленкопачев М. Р. Исследование совместного электровосстановления ионов церия и бора на серебряном и стеклоуглеродном электродах в расплавах KCl-NaCl, KCl-NaCl-CsCl. // Перспектива-2006, Нальчик С. 77−79.
- Кушхов Х.Б., Виндижева М. К., Карашаева Р. А. Исследование электровосстановления ионов церия на серебряном электроде в галогенидных расплавах при 973 К. // Журн. Электрохимия 2006. — Т. 42, № 8.-С. 924−930.