Транспортные свойства расплавленных хлоридов лантанидов и их бинарных смесей с хлоридами щелочных металлов

Транспортные свойства расплавленных хлоридов лантанидов и их бинарных смесей с хлоридами щелочных металлов

Автор: Потапов, Алексей Михайлович

Год защиты: 2009

Место защиты: Екатеринбург

Количество страниц: 467 с. ил.

Артикул: 4751792

Автор: Потапов, Алексей Михайлович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Стоимость: 250 руб.

Транспортные свойства расплавленных хлоридов лантанидов и их бинарных смесей с хлоридами щелочных металлов  Транспортные свойства расплавленных хлоридов лантанидов и их бинарных смесей с хлоридами щелочных металлов 

ВВЕДЕНИЕ
1. СИНТЕЗ И ПОДГОТОВКА СОЛЕЙ К РАБОТЕ
1.1. Основные методы, использованные для приготовления высокочистых хлоридов щелочных и редкоземельных металлов .
1.1.1. Зонная перекристшшзация .
1.1.2. Очистка солей перегонкой при пониженном давлении
1.1.3. Обработка газообразными С и НС1
1.2. Приготовление хлоридов щелочных металлов .
1.3. Приготовление безводных ЬпСЬ .
1.3.1. Литературные данные по приготовлению безводных
хлоридов лантанидов .
1.3.1.1. Выбор исходного лантанидсодержащего сырья
1.3.1.2. Термодинамическое обоснование процесса
и выбор хлорирующего агента .
1.4.2. Приготовление безводных ЬпСЬ и их смесей с хлоридами
щелочных металлов
1.4.2.1. Хлорирование металлического церия газообразным
хлором в среде расплавленных хлоридов щелочных металлов .
1.4.2.2. Приготовление безводных хлоридов РЗМ хлорирова
нием их оксидов тетрахлоридом углерода
1.4.2.3. Приготовление безводных хлоридов РЗМ
обезвоживанием их кристаллогидратов .
1.4.2.4. Синтез безводного дихлорида европия
1.4.2.5. Контроль качества безводных хлоридов
редкоземельных металлов
Выводы .
СКОРОСТЬ ГИДРАТАЦИИ ХЛОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ .
2.1. Литературные данные .
2.2. Скорость поглощения влаги из воздуха безводными
хлоридами редкоземельных металлов
2.2.1. Методика измерения скорости гидратации
2.2.2. Результаты измерений
2.3. Обсуждение результатов
Выводы
ПЛОТНОСТЬ РАСПЛАВЛЕННЫХ ХЛОРИДОВ ЛАНТАН И ДОВ И ИХ СМЕСЕЙ С ХЛОРИДАМИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ .
3.1. Плотность индивидуальных расплавленных ЬпСЬ .
3.1.1. Литературные данные .
3.1.2. Оценка плотности некоторых расплавленных дихлоридов лантанидов .
3.1.3. Оценка плотности бинарных смесей I ЬпСЬ
М щелочные металлы, Ьп лантаниды
3.2. Плотность индивидуальных расплавленных ЬпСЬ .
3.2.1. Литературные данные .
3.2.2. Отбор наиболее надежных данных по плотности расплав
ленных ЬпСЬ и оценка недостающих величин
3.3. Оценка плотности мольного объема расплавленных бинарных
смесей I ЬпСЬ М i
3.3.1. Литературные данные
3.3.2. Методика расчета плотности мольного объема бинарных
расплавленных смесей I 3 М i
3.4. Обсуждение результатов .
Выводы
4. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ РАСПЛАВЛЕННЫХ ХЛОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ С ХЛОРИДАМИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
4.1. Литературные данные по электропроводности расплавленных хлоридов РЗМ .
4.1.1. Данные литературы по удельной электропроводности индивидуальных расплавленных 3
4.1.2. Данные литературы по молярной электропроводности индивидуальных расплавленных 3
4.1.3. Данные литературы по удельной электропроводности бинарных расплавленных смесей I 3
4.1.4. Данные литературы по молярной электропроводности бинарных расплавленных смесей I 3 .
4.2. Измерение электропроводности расплавленных хлоридов лантанидов
4.2.1. Методика измерения электропроводности расплавов .
4.2.1.1. Методы измерения электропроводности .
4.2.1.2. Влияние частоты тока на результаты
измерений .
4.2.1.3. Калибровка ячеек капиллярного типа
4.2.2. Установка и методика измерения электропроводности расплавленных хлоридов лантанидов .
4.3. Электропроводность индивидуальных расплавленных хлоридов
4.3.1. Удельная электропроводность индивидуальных расплавленных хлоридов РЗМ .
4.3.1.1. Форма представления результатов .
4.3.1.2. Результаты измерения удельной электропроводности расплавленных 3 .
4.3.2. Молярная электропроводность расплавленных 3
4.3.2.1. Выражение для температурной зависимости молярной электропроводности .
4.3.2.2. Результаты вычисления молярной электропроводности расплавленных 3 .
4.3.2.3. Закономерности изменения электропроводности и особые точки в ряду в ряду от 3 до 3 .
4.3.2.4. Энергия активации электропроводности
4.4. Электропроводность бинарных расплавленных смесей
I и I 3 . 7 ,
4.4.1. Результаты измерения удельной электропроводности расплавленных смесей I
4.4.2. Молярная электропроводность расплавленных смесей I
2 .
4.4.3. Энергия активации электропроводности в расплавленных системах I ЕиСЬ .
4.4.4. Результаты измерения удельной электропроводности
расплавленных смесей I 3
4.4.5. Молярная электропроводность расплавленных
смесей I 3
4.4.6. Уравнение для описания удельной электропроводности
расплавленных смесей I 3
4.4.7. Энергия активации электропроводности в
расплавленных смесях I 3
4.4.8. Погрешность измерения электропроводности .
4.5. Перенос электричества в расплавленных хлоридах
редкоземельных элементов
4.5.1. Структура и перенос электричества в индивидуальных
расплавленных хлоридах лантанидов .
4.5.1.1. Возможности использования различных моделей строения расплавленных солей
4.5.1.2. Строение индивидуальных расплавленных I3
4.5.1.3. Механизм переноса электричества в
расплавленных 3
4.5.1.4. Температурная и композиционная зависимости электропроводности расплавленных 3 с точки зрения их структуры .
4.5.2. Ионный состав и перепое электричества в бинарных расплавленных смесях I ЕиСЬ и I 3
4.5.2.1. Структура и перенос электричества в расплавленных смесях I .
4.5.2.2. Дихлорид европия новый супериониый проводник
4.5.2.3. Структура расплавленных смесей I 3
4.5.2.4. Перенос электричества в расплавленных
смесях I 3
Выводы
ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВЛЕННЫХ ХЛОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТ АЛЛОВ И ИХ БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ С ХЛОРИДАМИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1. Литературные данные но вязкости расплавленных
хлоридов РЗМ
5.1.1. Данные литературы по вязкости индивидуальных расплав
ленных хлоридов лантанидов
5.1.1.1. Дихлориды .
5.1.1.2. Трихлориды
5.1.2. Данные литерату ры по вязкости бинарных расплавленных смесей I 3
5.2. Измерение вязкости расплавов
5.2.1. Методы измерения вязкости расплавов .
5.2.2. Обоснование выбора метода измерения вязкости
расплавленных хлоридов лантанидов .
5.2.3. Методика измерения вязкости расплавленных 3
5.2.3.1. Устройство вискозиметра и методика измерения
5.2.3.2. Калибровка вискозиметров
5.2.3.3. Форма представления результатов измерений .
5.3. Вязкость расплавленных хлоридов РЗМ .
5.3.1. Кинематическая вязкость индивидуальных расплавленных хлоридов РЗМ
5.3.2. Динамическая вязкость индивидуальных расплавленных хлоридов РЗМ
5.3.3. Молярная вязкость индивидуальных расплавленных хлоридов РЗМ
5.3.4. Вязкость бинарных расплавленных смесей I Т,пС .
5.4. Погрешность измерения вязкости
5.5. Обсуждение результатов
5.6. Вязкое течение в расплавленных хлоридах
редкоземельных элементов .
Выводы
6. СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИМИ
СВОЙСТВАМИ РАСПЛАВОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЬпСЬ
6.1. Влияние плопгности упаковки частиц солевого расплава на перенос
количества движения и заряда .
6.1Л. Соотношение между вязкостью и мольным объемом .
6.1.2. Соотношение между плотностью и электропроводностью
расплавленных ЕпСЬ .
6.2. Соотношение между вязкостью и адиабатической сжимаемостью .
6.3. Соотношение между вязкостью и электропроводностью расплавленных ЬпСЬ .
Выводы
Литература


Оксиды РЗМ во многих отношениях являются оптимальным сырьем для получения безводных ЬпС1з. Оксиды, повидимому, самые дешевые соединения РЗМ. Отечественная и зарубежная промышленность выпускает высокочистые оксиды практически всех лантанидов. Хотя оксиды сами по себе тоже гигроскопичны, они обезвоживаются простым нагреванием. Для оксидов разработано и апробировано много различных способов хлорирования и можно сделать выбор с учетом как научных и технических соображений, так и оснащенности лаборатории. Другие соединения РЗМ. Карбиды, карбонаты, нитраты, оксалаты и другие соли редкоземельных металлов не имеют существенных преимуществ перед оксидами. Они могут быть использованы, если уже имеются в лаборатории или получаются в результате какихлибо химических реакций, например при выделении лантанидов из промышленных растворов. В большинстве описанных случаев эти соединения все равно переводили в оксиды термическим разложением. Гидратированные хлориды РЗМ. В ряде случаев технически проще организовать обезвоживание кристаллогидратов, чем хлорирование оксидов. Но и здесь предпочтительнее купить оксид и растворить его в соляной кислоте. Чистота оксидов выше, а стоимость намного ниже, чем у гидратированных хлоридов. Так, из 0 г. Энтальпия гидратации увеличивается в ряду лантанидов от . АXi. Джмоль , поэтому метод дегидратации кристаллогидратов более предпочтителен для легких РЗМ. К такому же выводу пришел автор работы , который экспериментально изучил эффективность хлорирования оксидов РЗМ и эффективность обезвоживания кристаллогидратов парами С. З.1. Эти два фактора следует рассматривать вместе вследствие их тесной взаимосвязи. В качестве меры хлорирующей способности различных реагентов выберем изменение энергии Гиббса А соответствующей реакции хлорирования, как было предложено также в работе 4. Хлорирование металлических лантанидов. Взаимодействие металлических лантанидов с газообразным хлором в среде расплавленных хлоридов щелочных металлов не встречает никаких затруднений с термодинамической точки зрения. Рассмотрим конкретный пример с хлорированием металлического церия в среде расплавленного КО. Се ЗС 2СеС 1. Стандартная энергия Гиббса такой реакции равна Д2У8 1. К 0 С уменьшается до АСцгз 5. Джмоль, так как реакция сильно экзогермична АНц2з 2. Джмоль. На самом деле константа еще больше, так как реакция идет в среде расплавленной соли и образовавшийся СеСЬ связывается в комплексы и его активность сильно понижается. Учитывая экзотермический характер реакции ее лучше проводить при температурах близких к температуре плавления растворителя. Некоторым недостатком метода является возможное взаимодействие металла с материалом тигля. Для подавления коррозии также благоприятно понижение температуры проведения реакции. Хлорирование оксидов. Для хлорирования оксидов РЗМ может быть использовано большое количество хлорирующих агентов, см. Кр 3. Сг 1. СЬк, ж 2г,
Ьп3к ЗНС1г ЬпСк, ж Нг,
Ьп3к Ск Сг ЬпСк, ж СОг 1. ЬгъО,к Ск СЬг1 ЬпС1зк. Сг 1. Ьпзк Ск 3 Сг ЬпС1зк, ж СОСг 1. Ьпзк А1С ГпСк, ж АЬОзк
1. Ьп3к АС ЬпСк, ж 1 Ак, 2 2
Ьп3к БзСЬСг ЬпС3к, ж 2г 1адг, 1. Ьп3к Сг СЬг ЬпСк, ж 2г, 1. Г Ьп3к Сг ЬпСк, ж г, 1. Ьп3к 0. РС ЬпСЦк, ж 0. Р4О0 1. Ьп3к РС ЬпСк, ж РОС 1. Ьпзк ССЦг 1лСк, ж Сг 1. Ьп3к ССг ЬпСк, ж СС0г 1. Ьп2Озк СС0г 1,пС1зк, ж Сг 1. Ьп3к СНСЬг ЬпСк, ж СОг Н 1. Ьпзк ЗМК,С1к ЬпСк, ж Нг ЗМЗД 1. Для всех реакций были рассчитаны изменения изобарноизотермного потенциала в интервале температур 8 К. Результаты расчетов однотипны для всех лантанидов, то есть во всем ряду сохраняется характер зависимости А7реакции ЛП и взаимное расположение результатов. При переходе от Ьа к Ьи А7 всех реакций сдвигается в положительную область. Для примера результаты расчета АСГ реакций хлорирования ЬагОз, Кб3, Тт3 и Ьи3 представлены на рис. Все хлорирующие агенты можно разбить на несколько групп. Рис. Термодинамика реакций хлорирования Ьа3 различными хлорирующими агентами реакции 1. Рис. Термодинамика реакций хлорирования Шз различными хлорирующими агентами реакции 1.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.244, запросов: 121