Электрохимическое восстановление и синтез соединений гадолиния, бора и алюминия в галогенидных расплавах

• Автор: Узденова, Азиза Суфияновна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Строение и электрохимическое поведение расплавленных галогенидных систем, содержащих гадолиний, алюминий и бор.И

1.1. Строение индивидуального расплава трнхлорида гадолинии

1.1.1. Строение растворов расплава трнхлорида гадолиния в хлоридах щелочных металлов.
1.1.2. Строение растворов расплава трихлорида гадолиния во фторидах щелочных металлов.

1.2. Электрохимическое поведение гадолинийсодержащих галогенидных расплавов

1.3. Электрохимическое поведение алюминийсодержащих

галогенидных расплавов

1.3.1. Строение и химические свойства алюминийсодержащих галогенидных расплавов

1.3.2. Электрохимическое поведение алюминийсодержащих хлоридпых расплавов.

1.4. Электрохимическое поведение борсодержащих галогенидных расплавов.
1.4.1. Строение и химические свойства борсодержащих галогенидных расплавов.
1.4.2. Электрохимические свойства борсодержащих галогенидных расплавов.
1.4.2. Электрохимические свойства борсодержащих оксигалогенидных расплавов.
1.5. Электрохимическое получение сплавов и боридов гадолиния из ионных расплавов.
1.6. Постановка задачи диссертационной работы и направления развития высокотемпературной электрохимии гадолиния
в ионных расплавах.
Глава II. Методы исследования и методика проведения экспериментов
2.1. Выбор электролитических методов исследования электродных процессов в расплавленных средах.
2.2. Очистка реактивов, аргона и некоторые особенности проведения электрохимического эксперимента в галогенидных расплавах, содержащих гадолиний.
2.2.1. Методики получения безводного хлорида гадолиния С1С1з.
2.2.2. Конструкция высокотемпературной кварцевой электрохимической ячейки и электродов.
2.2.3. Физикохимические методы анализа полученных соединений.
ГЛАВА III. Исследование механизма
электровосстановления гадолиния в хлоридных
и хлориднофторидных расплавах.
3.1. Электровосстановление гадолиния в хлоридных расплавах.
3.1.1. Электровосстановление гадолиния на платиновом электроде
3.1.2. Электровосстановление гадолиния па серебряном электроде
3.1.3. Электровосстановление гадолиния на вольфрамовом электроде
3.2. Электровосстановление ионов гадолиния в хлориднофторндных расплавах
3.2.1. Электровосстановление на серебряном электроде
3.2.2. Электровосстановление на платиновом электроде
3.3. Анализ вольтамперных зависимостей процесса
электровосстановления гадолиния в галогенидных расплавах
3.3.1. Анализ вольтамперограмм, полученных в хлоридных расплавах.
3.3.2. Анализ вольтамперограмм, полученных в хлор иди офтор идных расплавах.
3.4. Заключение к III главе
ГЛАВА IV. Исследование механизма злектровосстановления бора и алюминия в галогенидных расплавах
4.1. Электрохимическое поведение криолита в галогенидных расплавах
4.2. Анализ вольтамперных зависимостей процесса злектровосстановления фюралюмикагиона в галогенидных расплавах
4.3. Электрохимическое поведение фторборатиона в хлориднофгорндном расплаве.
4.4. Анализ вольтамперных зависимостей процесса
электровосстановления фторборатиона в галогенидных расплавах
4.5. Заключение к IV главе
Глава V. Исследование механизма совместного злектровосстановления и электросинтеза боридов гадолиния и интерметаллидов гадолиния с алюминием
5.1. Фазовые диаграммы двойных систем и
5.2. Построение диаграмм электрохимическог о синтеза
для систем и .
5.3. Исследование процесса совместного злектровосстановления
бора и гадолиния
5.4. Исследование процесса совместного злектровосстановления алюминия и гадолиния
5.5. Электрохимический синтез боридов гадолиния
5.5. Электрохимический синтез ннтерметаллидов
алюминия и гадолиния.
ВЫВОДЫ.
Литература


Получен экспериментальный материал по кинетическим параметрам электровосстановления комплексов гадолиния разного состава. Большая часть экспериментальных данных оригинальна и получена впервые. На основании термодинамического анализа построены диаграммы электрохимического синтеза и определены возможные варианты и режимы для электросинтеза боридов гадолиния и интерметаллических соединений гадолиния с алюминием. Осуществлены процессы совместного электровосстановления ионов гадолиния, бора и алюминия, на основе результатов которых реализован электросинтез порошков боридов гадолиния и интерметаллидов гадолиния с алюминием. Практическая ценность работы. Результаты, полученные в ходе исследований могут быть взяты за основу при разработки технологии электрохимического получения гадолиния и высокотемпературного электрохимического синтеза интерметаллидов и боридов гадолиния из хлориднофторидных расплавов. Апробация работы. Махачкала, Дагестан, Россия, апреля г. XI конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов Екатеринбург, г. Дания, Кэрибексмайнд, августа г. СевероКавказской региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Перспектива Нальчик, г. Дню Химика Нальчик, г. Публикации. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы. Она изложена па 3 страницах машинописного текста, включая таблиц, рисунка и библиографию из 2 наименований. В первой главе приведен обзор литературы по теме диссертации. Собраны и проанализированы данные по строению и свойствам индивидуальных и смешанных галогенидных расплавов, содержащих гадолиний, бор и алюминий. Обобщены результаты исследований по электрохимическому получению гадолиния, бора, алюминия и соединений на их основе из расплавленных солевых сред. Во второй главе обоснован выбор электрохимических и физикохимических методов исследования, приведены методики проведения экспериментов и подготовки реактивов, дано описание конструкций электрохимической ячейки и электродов. Третья глава посвящена исследованию механизма электровосстановления ионов гадолиния па фоне хлоридпых и хлориднофторидиых расплавов на различных электродных материалах. В четвертой главе приводятся результаты гго изучению процессов электровосстановления фторалюминат и фторборатионов на фоне хлоридных и хлориднофторидных расплавов. Пятая глава посвящена термодинамическому анализу возможности осуществления высокотемпературного электрохимического синтеза указанных соединений, а также раскрытию механизма высокотемпературного электрохимического синтеза боридов гадолиния и интерметалл идо в алюминия и гадолиния в хлориднофторидных расплавах. В выводах приводится краткая сводка результатов, полученных в диссертации. Глава I. Кристаллические хлориды элементов от лантана до европия, включая гадолиний, имеют гексагональную решетку, а от диспрозия до лютеция также и хлорид иттрия, моноклинную. Температура плавления хлоридов РЗЭ постепенно снижается от лантана до диспрозия, а затем снова возрастает до лютеция летучесть хлоридов увеличивается с возрастанием порядкового номера элемента, т. Безводные трихлориды очень гигроскопичны и расплываются на воздухе. Хорошо растворяются в воде и спирте. Поглощают 3, выделяя теплоту и образуя аммиакаты 3 II3. Заслуживает внимания тот факт, что монокристалл 3 при низких температурах становится ферромагнетиком при 2,К 2. В данной работе отмечается, что в ряду лантаноидов трихлориды от до включительно изоструктурны гексагональная типа 3. Здесь же отмечается, что вещество с высокой температурой плавления 2оС, в вакууме при высокой температуре летуче, что подтверждается данными по давлению паров 3. Структура твердых кристаллов трихлорида гадолиния характеризуется как ближним, так и дальним порядком во взаимном расположении частиц. В ионном расплаве 3 сохраняется лишь ближний порядок. При плавлении кристаллов этого вещества дальний порядок разрушается. Рентгеновские исследования 4 несколько неожиданно показали уменьшение межионных расстояний в этом случае.