О МЕХАНИЗМЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ В РАСПЛАВАХ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ
Аннотация
Изложены альтернативные представления о механизме восстановления кристаллических оксидов металлов при электролизе расплавов CaCl2, активно обсуждаемом в мировой научной литературе последние 15 лет. На основании известных экспериментальных данных о природе раствора Ca–CaCl2 и его восстановительных свойствах показано, что восстановление оксидов металлов может происходить без прямого контакта с катодом в объеме гомогенного солевого расплава Ca–CaCl2 вблизи катода, т.е. в католите. Восстановителем в этом случае является растворенный в расплаве кальций в форме катионов Са+. При этом многократно увеличивается площадь реакционной поверхности, что благоприятно сказывается на протекании гетерофазных химических реакций. Способ введения ионов Са+ в солевой расплав может быть любым: путем электролиза CaCl2 или за счет растворения в данном расплаве металлического кальция, и он не изменяет сути предлагаемой модели процесса.
Об авторах
Н. И. Шуров
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. лаборатории электродных процессов ИВТЭ УрО РАН (620990, г. Екатеринбург, ул. Академическая, 22). Тел.: (343) 362-34-47
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. лаборатории электродных процессов ИВТЭ УрО РАН (620990, г. Екатеринбург, ул. Академическая, 22). Тел.: (343) 362-34-47
А. П. Храмов
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории . Тел.: (343) 362-31-49
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории . Тел.: (343) 362-31-49
Ю. П. Зайков
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Россия
докт. хим. наук, проф., директор ИВТЭ УрО РАН. Тел.: (343) 350-82-10
Россия
докт. хим. наук, проф., директор ИВТЭ УрО РАН. Тел.: (343) 350-82-10
В. А. Ковров
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. лаборатории электродных процессов ИВТЭ УрО РАН. Тел.: (343) 362-33-50
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. лаборатории электродных процессов ИВТЭ УрО РАН. Тел.: (343) 362-33-50
А. В. Суздальцев
Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, г. Екатеринбург
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. той же лаборатории
Список литературы
1. Pat. GB012169 (UK). Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salts / D.J Fray, T.W. Farting, G.Z. Chen. 1998.
2. Chen G.Z., Fray D.J., Farthing T.W. // Nature. 2000. Vol. 407, № 21. Р. 361—363.
3. Fray D.J. // Metal. Mater. Trans. B. 2000. Vol. 31. P. 1153—1162.
4. Chen G.Z., Fray D.J. // Light Metals. 2004. Р. 881—886.
5. Kar P., Evans J.W. // Electrochim. Acta. 2008. Vol. 53. Р. 5260—5265.
6. Abdelkader A.M., Fray D.J. // Ibid. 2012. Vol. 64. Р. 10—16.
7. Juzeliunas E., Cox A., Fray D.J. // Electrochem. Commun. 2010. Vol. 12. Р. 1270—1274.
8. Wang D., Jin X., Chen G.Z. // Annual Rep. Sect. C (Physical Chemistry). 2008. Vol. 104. Р. 189—234.
9. Abdelkader A.M., Kilby K.T., Cox A., Fray D.J. // Chem. Rev. 2013. Vol. 113. Р. 2863—2886.
10. Лебедев В.А., Сальников В.И., Сизиков И.А., Рымкевич Д.А. // Журн. прикл. химии. 2007. Т. 80, № 9. С. 1467—1472.
11. Барабошкин А.Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. М.: Наука, 1976.
12. Sharma R.A. // J. Phys. Chem. 1970. Vol. 74. Р. 3896—3900.
13. Dworkin A.S., Bronstein H.R., Bredig M.A. // Discuss. Faraday Soc. 1961. Vol. 32. Р. 188—196.
14. Bredig M.A. // Molten salts chemistry / Ed. M. Blender. NY.: Interscience Publ., 1964. Р. 367—425.
15. Сычев А.Г., Никулин Н.А., Зайков Ю.П., Ивановский Л.Е. // Расплавы. 1992. № 6. С. 32—37.
16. Ковалевский Р.А. Электродные процессы на индифферентном электроде в разбавленных растворах щелочных и щелочно-земельных металлов в их расплавленных хлоридах: Автореф. дис. … канд. хим. наук. Екатеринбург: ИВТЭ УрО РАН, 1992.
17. Axler K.M., De Poorter G.L. // Mater. Sci. Forum. 1991.Vol. 73-75. Р. 19—24.
18. Richter D., Emons H.-H. // Z. Chemie. 1966. Bd. 6. S. 407—416.
19. Oki T., Inoue H. // Memoirs of the Faculty of Engineering. Nagoya University, 1967. Vol. 19(1). Р. 164—166.
20. Sharma R.A., Seefurth R.N. // J. Electrochem. Soc. 1988. Vol. 135. Р. 66—71.
21. Zaikov Yu.P., Khramov A.P., Batukhtin V.P. et al. // Proc. of the NATO Adv. Research Workshop on Refractory Metals in Molten Salts / Eds. D.H. Kerridge, E.G. Polyakov (Apatity, Russia, Aug. 12—17, 1997). Netherlands, Kluwer Academic Publ., 1998. Vol. 53. Р. 197—203.
22. Suzuki R.O., Teranuma K., Ono K. // Metal. Mater. Trans. B. 2003. Vol. 34. Р. 287—295.
23. Alexander D.T.L., Schwandt C., Fray D.J. // Electrochim. Acta. 2011. Vol. 56. Р. 3286—3295.
24. Wang B., Liu K., Chen J. // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2011. Vol. 21. Р. 2327—2331.
25. Peng J., Li G., Chen H. et al. // J. Electrochem. Soc. 2010. Vol. 157. Р. F1—F9.
26. Panigrahi M., Shibata E., Iizuka A., Nakamura T. // Electrochim. Acta. 2013. Vol. 93. Р. 143—151.
27. Yan X.Y., Fray D.J. / J. Electrochem. Soc. 2005. Vol. 152. Р. E308—E318.
28. Yan X.Y., Fray D.J. // J. Appl. Electrochem. 2009. Vol. 39. Р. 1349—1360.
29. Степанов В.П. Межфазные явления в ионных солевых расплавах. Екатеринбург: Наука, 1993.
30. Yin H., Gao L., Zhu H. et al. // Electrochim. Acta. 2011. Vol. 56. Р. 3296—3302.
31. Jiao Sh., Fray D.J. // Metal. Mater. Trans. B. 2010. Vol. 41. Р. 74—79.
32. Perry G.S., MacDonald L.G. // J. Nucl. Mater. 1985. Vol. 130. Р. 234—241.
Для цитирования:
Шуров Н.И., Храмов А.П., Зайков Ю.П., Ковров В.А., Суздальцев А.В. О МЕХАНИЗМЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ В РАСПЛАВАХ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2015;(2):14-19. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-2-14-19
For citation:
Shurov N.I., Khramov A.P., Zaikov Y.P., Kovrov V.A., Suzdal’tsev A.V. REDUCTION MECHANISM OF OXIDES IN CALCIUM CHLORIDE MELTS. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2015;(2):14-19. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-2-14-19
Просмотров: 362
Послать статью по эл. почте 