钾盐对铝电解碳素阴极材料性能的影响

发布时间：2021-12-23 09:02

　　为了研究碱金属对铝电解碳素阴极材料性能的影响,基于密度泛函理论,采用第一性原理的方法计算了铝电解阴极材料嵌钾的电子结构和力学性能。通过自行集成的铝电解阴极材料膨胀在线测试系统,从原子尺度研究了阴极炭块的膨胀。研究结果表明:随着钾原子的嵌入,C-K相互作用增强。石墨嵌钾导致C₃₂K在费米能级附近的能态数目增加,增强了电子导电性。石墨嵌钾之后结构稳定性变差,阴极炭块嵌钾的理论计算结果与试验基本一致。 

【文章来源】：河南科技大学学报(自然科学版). 2020,41(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

嵌K石墨电解后的微观结构

为了解C原子和K原子周围的电子分布,对插层化合物C32K进行差分电荷密度分析,如图5所示。图5中,右边的色域条表示原子得失电子,蓝色表示得电子,粉红色表示失电子。从图5可以看出:阴极炭块嵌入K原子会导致C周围的电子重新分布,C原子和K原子之间出现电子富集并且偏向C原子,说明C原子和K原子之间是以共价键和离子键混合的形式结合。图5 C32K的差分电荷密度图

C32K的差分电荷密度图

【参考文献】：
期刊论文
[1]高温高压下立方氮化硼和六方氮化硼的结构、力学、热力学、电学以及光学性质的第一性原理研究[J]. 吕常伟,王臣菊,顾建兵.  物理学报. 2019(07)
[2]Cs原子在五边形石墨烯表面吸附的理论研究[J]. 李宇鹏,马永祥,毕冬梅.  长春大学学报. 2018(12)
[3]石墨嵌锂的结构转变和弹性性质计算研究[J]. 沈丁,孙闻,李思南,董伟,杨绍斌,唐树伟.  原子与分子物理学报. 2017(02)
[4]Cu/γ-Al2O3复合材料界面稳定性的第一性原理计算[J]. 曹庭辉,任凤章,由建行,熊毅,苏娟华.  河南科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]Heusler合金Mn2NiSi的形状记忆行为和磁性[J]. 王春香,陈佰树,孙志,陈丽梅.  河南科技大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]KF对Na3AlF6-Al2O3熔盐电解阴极过程的影响[J]. 陶绍虎,狄跃忠,彭建平,王耀武,刘柯佳,冯乃祥.  化工学报. 2014(06)
[7]不同铝电解时间下阴极炭块的损伤特性研究[J]. 刘庆生,何文,曾芳金,薛济来.  材料工程. 2013(07)
[8]铝电解过程中碱金属的电化学插层及渗透迁移行为[J]. 方钊,武小雷,俞娟,李林波,朱军.  中国有色金属学报. 2013(06)
[9]含LiF和KF的电解质熔体对铝电解阴极的渗透过程[J]. 张跃宏,翟秀静,王耀武,彭建平,李斌川,冯乃祥.  过程工程学报. 2011(05)
[10]石墨嵌锂行为的第一性原理计算研究[J]. 胡军平,欧阳楚英,雷敏生.  电源技术. 2011(07)

博士论文
[1][K3AlF6/Na3AlF6]-AlF3-Al2O3体系中低温铝电解的阴极抗渗透研究[D]. 方钊.中南大学 2011



本文编号：3548194