TY - JOUR

T1 - Исследование влияния природы материала катода на электродные процессы при получении металлического диспрозия в расплавленной эвтектике LiCl–KCl–CsCl

AU - Новоселова, Алена Владимировна

AU - Смоленский, Валерий Владимирович

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Нестационарными и стационарными электрохимическими методами изучены процессы катодного восстановления ионов Dy(III) до металла в низкоплавком эвтектическом расплаве LiCl–KCl–CsCl в интервале температур 623–973 K на молибденовом, галлиевом и кадмиевом электродах в атмосфере инертного газа. В экспериментах использовали реактивы, не содержащие примесей влаги, кислорода и их соединений. Все основные операции проводили в сухом боксе. Для анализа электрохимических процессов были использованы следующие методы: циклическая и квадратно-волновая вольтамперометрия, потенциометрия при нулевом токе. На циклической вольтамперограмме расплава LiCl–KCl–CsCl–DyCl3 на инертном молибденовом электроде фиксируется один катодный пик тока, соответствующий выделению металлического диспрозия, и один анодный пик тока, связанный с его растворением. На квадратно-волновой вольтамперограмме наблюдается образование одной асимметричной катодной кривой гауссовой формы. Число электронов реакции восстановления, рассчитанное из ширины полупика катодной кривой, было близко к трем (n = 2.97 ± 0.04). Используя диагностические критерии установлено, что процесс катодного восстановления ионов диспрозия(III) до металла протекает необратимо, в одну стадию и контролируется скоростью переноса заряда. Рассчитаны коэффициенты диффузии комплексных ионов [DyCl6]3– при разных температурах и определена энергия активации процесса диффузии. Температурная зависимость коэффициентов диффузии ионов Dy(III) описывается уравнением lgD=−2.59−1840T±0.02 и подчиняется закону Аррениуса. Методом потенциометрии при нулевом токе получена температурная зависимость условного стандартного потенциала пары Dy(III)/Dy. Она описывается линейным уравнением: E_{{{{{\text{Dy(III)}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{Dy(III)}}} {{\text{Dy}}}}} \right. \kern-\delimiterspace} {{\text{Dy}}}}}}^{*} = –(3.701 ± 0.006) + (7.8 ± 0.1) · · 10–4T ± 0.004 B. Рассчитаны основные термодинамические характеристики образования трихлорида диспрозия из элементов. Установлено, что на активных электродах реакция электрохимического выделения диспрозия связана с процессом сплавообразования, который предшествует выделению металла и протекает с деполяризацией. Идентифицирован состав интерметаллических соединений Dy–Ga, Dy–Cd и приведены реакции их образования. Изучено влияние плотности тока на состав катодного продукта. Найдены условия получения интерметаллидов заданного состава электролизом расплавленной солевой смеси LiCl–KCl–CsCl–DyCl3.

AB - Нестационарными и стационарными электрохимическими методами изучены процессы катодного восстановления ионов Dy(III) до металла в низкоплавком эвтектическом расплаве LiCl–KCl–CsCl в интервале температур 623–973 K на молибденовом, галлиевом и кадмиевом электродах в атмосфере инертного газа. В экспериментах использовали реактивы, не содержащие примесей влаги, кислорода и их соединений. Все основные операции проводили в сухом боксе. Для анализа электрохимических процессов были использованы следующие методы: циклическая и квадратно-волновая вольтамперометрия, потенциометрия при нулевом токе. На циклической вольтамперограмме расплава LiCl–KCl–CsCl–DyCl3 на инертном молибденовом электроде фиксируется один катодный пик тока, соответствующий выделению металлического диспрозия, и один анодный пик тока, связанный с его растворением. На квадратно-волновой вольтамперограмме наблюдается образование одной асимметричной катодной кривой гауссовой формы. Число электронов реакции восстановления, рассчитанное из ширины полупика катодной кривой, было близко к трем (n = 2.97 ± 0.04). Используя диагностические критерии установлено, что процесс катодного восстановления ионов диспрозия(III) до металла протекает необратимо, в одну стадию и контролируется скоростью переноса заряда. Рассчитаны коэффициенты диффузии комплексных ионов [DyCl6]3– при разных температурах и определена энергия активации процесса диффузии. Температурная зависимость коэффициентов диффузии ионов Dy(III) описывается уравнением lgD=−2.59−1840T±0.02 и подчиняется закону Аррениуса. Методом потенциометрии при нулевом токе получена температурная зависимость условного стандартного потенциала пары Dy(III)/Dy. Она описывается линейным уравнением: E_{{{{{\text{Dy(III)}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{Dy(III)}}} {{\text{Dy}}}}} \right. \kern-\delimiterspace} {{\text{Dy}}}}}}^{*} = –(3.701 ± 0.006) + (7.8 ± 0.1) · · 10–4T ± 0.004 B. Рассчитаны основные термодинамические характеристики образования трихлорида диспрозия из элементов. Установлено, что на активных электродах реакция электрохимического выделения диспрозия связана с процессом сплавообразования, который предшествует выделению металла и протекает с деполяризацией. Идентифицирован состав интерметаллических соединений Dy–Ga, Dy–Cd и приведены реакции их образования. Изучено влияние плотности тока на состав катодного продукта. Найдены условия получения интерметаллидов заданного состава электролизом расплавленной солевой смеси LiCl–KCl–CsCl–DyCl3.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48340721

U2 - 10.31857/S0235010622030070

DO - 10.31857/S0235010622030070

M3 - Статья

SP - 255

EP - 265

JO - Расплавы

JF - Расплавы

SN - 0235-0106

IS - 3

ER -