收藏本站
收藏 | 论文排版

LiCl-KCl体系中铈的电化学行为及铈与铀的热力学分离

徐明辉  
【摘要】:近年来,熔盐电解技术应用广泛,特别是乏燃料干法后处理技术。其中熔融盐作为高温冶金过程中最合适的溶剂,特别是熔融氯化物是选择性溶解和沉积金属的便利介质。存在各种各样的盐熔体及其与不同阳离子和阴离子组成的混合物,使其成为具有最佳化学和物理化学性质的溶剂,这是解决特定放射化学物体重要的条件。熔融盐和液态金属中元素的性质决定了这两相之间分离过程的选择性。对于使用熔融盐介质中的乏核燃料进行热化学后处理来创建未来核燃料循环非常重要,因此在热化学高温冶金核废料后处理中发挥重要作用。热化学后处理技术代表了一种通过将电解方法应用于熔融盐介质来从辐照燃料中分离锕系元素的水性工艺的有前途的替代方法。在该过程中,通过将电子转移到固体或液体阴极上,将锕系元素与大部分裂变产物元素分离。本论文主要进行了以下研究工作。采用特定的氧化钇基稳定的氧化锆膜电极(YZME)电极,通过电位滴定法研究了熔融的3Li Cl-2KCl共晶在723-823 K温度范围内的氧离子与铈离子之间的相互作用。确定了铈以不同的稳定状态存在于电解质中,建立了Ce-O系统中铈化合物的稳定状态以及Ce~(3+)与O~(2-)离子相互作用的机理。测定了三氯氧化铈和氧化物在不同温度下的溶解度常数。计算了Ce OCl和Ce_2O_3的主要热力学数据。通过电位和氧离子浓度的关系绘制了Pourbaix(E-p O~(2-))图,并总结了熔体中铈和铈化物的稳定相区。为了研究镧系元素铈在液态金属铟电极上的电化学行为,本论文通过采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等方法研究了3Li Cl-2KCl-Ce Cl_3熔体在惰性电极Mo和液态金属In电极上的氧化还原过程。研究了3Li Cl-2KCl-Ce Cl_3体系中氧化还原过程的反应动力学,测定了不同温度下Ce~(3+)在液态金属In电极上的扩散系数、半峰电位、半波电位和平衡电位的关系式。Ce~(3+)在液态金属In电极上的扩散系数和温度的表达式为:ln D=1.43-7974.69/T。Ce~(3+)在液态金属In电极上还原为Ce-In合金的半锋电位和温度的表达式为:E_(1/2)=-2.221-1.26×10~(-4)T。分析了Ce~(3+)离子在液态金属In电极上还原过程的机理及动力学研究。通过开路计时电位的方法研究了在惰性气流下,温度范围为723-823 K的熔融的3Li Cl-2KCl共晶体系中,铀和铈在固态惰性钼和液态活性铟电极上的电化学行为。建立了Ce~(3+)/Ce(U~(4+)/U)对的表观电极电位和Ce-In(U-In)合金的表观标准电位。测定了铈和铀在惰性电极钼丝及液态活性金属In电极上的主要热力学性质,如活度、活度系数及溶解度。计算了液态铟电极中U/Ce对的分离因子,实验结果表明,分离因子的值较高,并且随着温度的升高而降低。该实验结论为今后在乏燃料后处理中分离镧系元素奠定坚实的基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 汪语扬;路贵民;于建国;;金属锂在LiCl-KCl熔盐体系中的溶解过程[J];有色金属(冶炼部分);2020年05期
2 庞敬雯;刘奎;石伟群;聂长明;;氯化铋在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为[J];山东化工;2017年06期
3 房孟钊;廖春发;王旭;李伟;宁瑞;余珊;;NaCl-KCl-Na_2WO_4体系熔盐电解制备钨粉的电化学特性研究[J];有色金属工程;2019年11期
4 王珊珊;金星;陈杰;金华;高艳;马明硕;;LiCl-KCl熔盐体系Ce(Ⅲ)在W电极上的电化学行为[J];广东化工;2020年21期
5 ;一种电位滴定控制方法及装置、电位滴定系统和方法[J];化学分析计量;2017年02期
6 冯俊贤,宋丽英,郄文娟,李素娟;硼酸的电位滴定[J];大学化学;2000年03期
7 李井会;;确定电位滴定终点的一种计算方法[J];分析化学;1987年07期
8 М.М.Райнес ,О.И.Пироговаи ,М.В.Андреева ,沈天慧;氟化物的直接电位滴定[J];化学世界;1955年09期
9 赵刚;丁丁;黄艳;于震;;电位滴定–中子活化法联合测定铀铌合金中铀[J];化学分析计量;2021年05期
10 ;南京市举办“自动电位滴定”专题学习班[J];理化检验通讯(化学分册);1974年05期
11 何赐兰,张耀山;关于硼酸电位滴定的讨论[J];大学化学;1996年06期
12 李习纯;铜与镍连续电位滴定新方法[J];湖南冶金;1994年06期
13 冯俊贤,宋丽英,李素娟;两点法确定电位滴定终点[J];河北轻化工学院学报;1995年04期
14 谢远武;高鸿;;金属电极上的中和滴定法 Ⅲ 浓盐溶液中极弱碱的控制电流示波电位滴定[J];南京大学学报(自然科学版);1989年04期
15 冯俊贤,赵中海;两点法确定电位滴定终点[J];云南大学学报(自然科学版);1994年S2期
16 王玉昌;;对《确定电位滴定终点的一种计算方法》一文的商榷[J];分析化学;1989年09期
17 刘永明;李桂芝;文嘉慧;李婧闻;景超;刘振波;;仪器分析教学中通过实例培养学生的创新能力——电位滴定终点确定的新方法[J];化学教育(中英文);2020年10期
18 张耀亭;李建平;白世基;;食品中过氧化氢的自动电位滴定检测法研究[J];中国卫生检验杂志;2007年11期
19 董慧茹,张传宇,董本东,王萍;电位滴定-主成分分析法同时测定磷酸与亚磷酸[J];北京化工大学学报(自然科学版);1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 刘斌;李梅;韩伟;;熔融盐/液态金属萃取核能领域的应用研究[A];第十三届全国核化学与放射化学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
2 尉京志;袁书玉;;电位滴定测定铬酸钾和重铬酸钾含量及废液处理[A];第八届全国大学化学教学研讨会论文集[C];2005年
3 刘玉宝;;稀土金属及其合金制备与应用研究进展[A];中国稀土学会2021学术年会论文摘要集[C];2021年
4 杜开发;郭磊;汪沛霖;尹华意;甘复兴;汪的华;;氯化钙熔盐电解体系中钛酸钙基炭素阳极钝化剂[A];第十一届全国腐蚀与防护大会论文摘要集[C];2021年
5 刘玉宝;;稀土合金材料制备技术及应用进展[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
6 陈国华;;稀土熔盐电解技术研究进展[A];2016全国稀土冶炼与环境保护技术交流会会刊[C];2016年
7 陈朝轶;李军旗;王家伟;;熔盐电解法制取海绵钛机理初探[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2012年
8 王喆;欧阳应根;王长水;石胡欣;郑海洋;;LiCl-KCl熔盐中钍的电极过程研究[A];第八届(2012年)北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2012年
9 刘志亮;杨飘萍;郑捷;李星国;;金属磷化物的合成新方法及电化学性质研究[A];中国化学会第三届菁青论坛摘要手册[C];2020年
10 霍中雪;陈永东;吴晓红;;光热电系统高温熔融盐对金属的腐蚀行为与选材对策[A];压力容器先进技术—第九届全国压力容器学术会议论文集[C];2017年
11 汪的华;马猛;蒋凯;胡晓宏;金先波;陈政;;熔盐电解提炼金属钛新技术研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
12 谢毅;张兵;曹雪波;;硒材料的合成和电化学储氢[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
13 李大伟;张俊乾;;电化学驱动控制的超级变形与厚度变化之间的关系[A];第十五届现代数学和力学学术会议摘要集(MMM-XV 2016)[C];2016年
14 刘文凯;李梅;韩伟;张密林;颜永得;;稀土元素在氟化物熔盐体系中的电化学行为的研究进展[A];全国稀土化学与冶金学术研讨会暨中国稀土学会稀土化学与湿法冶金、稀土火法冶金专业委员会工作会议论文摘要集[C];2014年
15 曹慧群;曹博;于斌;张欣鹏;林萍;林昕;张安祥;罗仲宽;张涛;郭兴忠;;熔融盐种类对铌酸钾的合成及光学性能影响的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
16 孙世刚;;电催化:电化学能源转换和物质转化的关键与挑战[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会:催化化学[C];2014年
17 姜涛;王宁;彭述明;孙云霞;韩伟;张密林;;LiCl-KCl熔盐体系中镥和镁电化学共还原提取[A];第十三届全国核化学与放射化学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
18 葛振友;薛睿;宋春磊;陶冶;刘维宇;任玉坤;;电场调控镓铟合金液态金属模拟心脏跳动机制及实验研究[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
19 薛睿;葛振友;宋春磊;姜洪源;刘维宇;任玉坤;;基于液态金属表面连续电润湿效应的离子液体泵送机制及实验研究[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
20 曹炎武;阳倦成;倪明玖;;磁场对液态金属小振幅表面波特性影响的研究[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 蒋可为;LiCl-KCl体系中铀的电化学行为及熔盐电解制备金属铀及其合金[D];哈尔滨工程大学;2020年
2 庞忠亚;熔盐电解制备碳基材料及其电化学性能研究[D];上海大学;2021年
3 李尚书;含钛复杂矿物电化学制备钛合金/碳化物/复合材料的基础研究[D];上海大学;2019年
4 张力文;熔盐电解回收废高钴硬质合金的新工艺及机理研究[D];北京工业大学;2018年
5 王英财;Cu和Mg电极上熔盐电解提取分离镨、钆、铒的研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
6 柳玉辉;Sm基功能化合物的熔盐电解制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
7 郑凯;熔盐电解—刻蚀制备碳基材料新技术[D];上海大学;2018年
8 赵坤;熔盐电解及铝热还原法制备金属钛/钛合金的过程研究[D];东北大学;2017年
9 容亮斌;熔盐电解制备锗基和硅基材料[D];武汉大学;2015年
10 林诚乾;含盐含卤素固体废弃物熔融盐处置研究[D];浙江大学;2018年
11 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
12 王胜杰;几种典型熔融盐的局域结构和输运性质的分子动力学研究[D];湖南大学;2019年
13 李泽全;TiO2熔盐电解制备钛及其反应机理的研究[D];重庆大学;2011年
14 谢宏伟;低温熔盐电解制备铝及合金[D];东北大学 ;2010年
15 韩佳佳;聚变堆高温强磁场液态金属流动传热与传质研究[D];中国科学技术大学;2019年
16 孟献才;聚变装置中相关材料在液态锂中的腐蚀特性研究[D];湖南大学;2018年
17 张海涛;高压对液态锆、镍及合金凝固微结构演变影响的模拟研究[D];湖南大学;2018年
18 游曦鸣;液态锂与冷却剂相互作用爆炸特性实验研究[D];上海交通大学;2017年
19 侯兆阳;液态金属钠凝固过程中微观结构演变及表征的模拟研究[D];湖南大学;2008年
20 谭勇;钢铁表面电化学毛化工艺及机理研究[D];东北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 徐明辉;LiCl-KCl体系中铈的电化学行为及铈与铀的热力学分离[D];哈尔滨工程大学;2021年
2 蔡伯清;DyF_3-LiF熔盐电解主体系物理化学性质研究[D];江西理工大学;2018年
3 刘威;熔盐电解碳素铁合金制备纯净铁合金及碳化物衍生碳研究[D];安徽工业大学;2017年
4 赖平生;熔盐电解二氧化钛还原过程中机理及电流效率优化研究[D];重庆大学;2018年
5 屈正峰;熔盐电解TiO_2脱氧历程及中间相形成机理研究[D];重庆大学;2018年
6 马雪兵;熔盐电解制备Mg-Sm中间合金的研究[D];东北大学;2017年
7 黎永康;基于矿相重构提取熔盐电解渣中稀土的研究[D];江西理工大学;2018年
8 刘洋;由水氯镁石直接合成熔盐电解制备镁合金[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2017年
9 潘平;熔盐电解制备储氢用稀土合金的机理研究[D];北京有色金属研究总院;2017年
10 乔越;塔式太阳能吸热器的性能优化研究[D];华北电力大学(北京);2019年
11 蔡小刚;100MW熔融盐塔式太阳能光热电站设计优化研究[D];华北电力大学;2019年
12 寇鑫;熔融盐法制备石墨相氮化碳的结构调控及其光催化活性研究[D];内蒙古大学;2019年
13 邹露璐;四元混合熔融盐的配方优选及蓄热系统的经济性分析[D];内蒙古工业大学;2018年
14 焦睿;高温熔融盐加热高压蒸汽传热特性实验研究[D];西安建筑科技大学;2018年
15 白爽;熔融盐直接接触换热特性模拟研究[D];南京航空航天大学;2018年
16 夏昱;熔融盐法制备氧化铁纳米催化剂消除挥发性有机物的研究[D];北京工业大学;2018年
17 胡春旭;纯组分及混合熔融盐粘度的研究[D];北京工业大学;2018年
18 扶麟;熔盐-蒸汽套管换热器耦合传热特性研究[D];华北水利水电大学;2018年
19 曾书琴;聚乙烯熔融盐/碱热解特性分析及设备设计[D];陕西科技大学;2017年
20 孙伟娜;涉及相变的管内流动换热数值计算[D];华北电力大学(北京);2017年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 唐诗全;攀钢熔盐电解法制钛研究填补国内空白[N];攀枝花日报;2013年
2 白茂槐;我国稀土熔盐电解技术获重大突破[N];中国冶金报;2003年
3 ;我国稀土熔盐电解技术获重大突破[N];今日信息报;2003年
4 记者 吴苡婷;中国电化学大会在沪举办[N];上海科技报;2017年
5 记者 董映璧;俄研发出电化学制备金属锝新方法[N];科技日报;2020年
6 本报记者 韩迅;熔融盐储能技术首次用于火电 江苏国信“能源一张网”领跑[N];21世纪经济报道;2021年
7 本报特约记者 秦玲玉;培育新兴产业的突破点[N];曲靖日报;2021年
8 本报记者 冯丽妃;液态金属:在科幻与现实之间[N];中国科学报;2014年
9 本报记者 原诗萌;液态金属:神奇材料焕发新生机[N];中国科学报;2013年
10 本报记者 张双虎;液态金属与3D打印“来电了”[N];中国科学报;2021年
11 本报特约记者 沈良斌;液态金属成果有望“井喷”[N];曲靖日报;2018年
12 本报记者 马卓敏;探索液态金属的奥秘[N];中国科学报;2016年
13 本报记者 沈春蕾;液态金属:金属利用的“二次革命”[N];中国科学报;2016年
14 本报记者 王长山 浦超;“很好用”的液态金属走进生活[N];新华每日电讯;2020年
15 记者 吴长锋;我学者研发出液态金属驱动机器人[N];科技日报;2018年
16 记者 李大庆;液态金属不仅会变形还会变色[N];科技日报;2018年
17 记者 筱椿;宣威经开区 扎实推进液态金属产业发展[N];云南经济日报;2019年
18 本报特约记者 沈良斌;液态金属又添新产品[N];曲靖日报;2019年
19 记者 张俊;理顺体制机制 厘清发展思路 尽快实现液态金属产业化发展[N];曲靖日报;2019年
20 本报记者 陈丽娟 严超君;看曲靖如何玩转神奇的液态金属[N];曲靖日报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978