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

发布时间：2023-04-18 19:56

　　随着化学工业、冶金工业以及新能源材料产业的快速发展,熔盐电化学法在这些领域的应用也更加受到重视。人们不仅通过熔盐电化学方法成功制备了镁、锂、钠等活泼金属,还实现了多种难熔金属以及稀土合金的熔盐制备工艺。当前,因其环保绿色的方法特点,熔盐电化学方法在多孔碳的制备领域也备受关注。碳素铁合金是指采用碳热还原氧化矿得到的碳饱和高碳铁合金,主要包括高碳锰铁与高碳铬铁。从平衡相图看,含碳量在6-8 wt%的高碳铬铁与高碳锰铁的平衡相全部为金属碳化物。通过一定方法将金属碳化物中的金属全部提出,提取出的金属为一种有效的钢铁添加剂,剩下的残渣便是含有大量孔隙结构的多孔碳,即碳化物衍生碳(Carbide derived carbon,CDC)。本文介绍了几种金属碳化物通过熔盐电化学方法制备纯净金属的工艺,进而继续介绍了新型多孔碳化物衍生碳(CDC)的熔盐制备方法。并且在此基础上做了一些主要的研究,其研究内容以及相关结论如下:(1)选取710℃的Na Cl-KCl熔盐体系,通过循环伏安,方波伏安,计时电位以及计时电流的方法,研究了Cr²⁺在此条件中的电化学行为,并通过恒压电解探究该条件...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高碳金属化合物电解制备纯金属
        1.2.1 碳化钒电解精炼制备金属钒
        1.2.2 电解精炼法制备高纯铬以及铬铁合金
        1.2.3 电解精炼法制备高纯锰和锰铁合金
    1.3 电解碳化物制备分级碳化物衍生碳工艺
    1.4 论文研究内容
    1.5 本章小结
第二章 NaCl-KCl熔盐体系中Cr²⁺在W电极上的电化学行为
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与设备
        2.2.2 试剂预处理
        2.2.3 电极制备过程
        2.2.4 电解槽设计以及实验过程
        2.2.5 电解产物收集
        2.2.6 阴极电流效率计算
        2.2.7 电解产物表征分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 循环伏安测试
        2.3.2 方波伏安测试
        2.3.3 计时电位法
        2.3.4 计时电流法
        2.3.5 恒压电解
    2.4 本章小结
第三章 高碳铬铁熔盐电解精炼制备低碳纯净铬铁
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与设备
        3.2.2 试剂预处理
        3.2.3 电极制备过程
        3.2.4 电解槽设计及电解过程
        3.2.5 电解产物收集
        3.2.6 电流效率计算
        3.2.7 电解产物表征分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电解过程分析
        3.3.2 电化学过程分析
        3.3.3 阴极产物分析
        3.3.4 电流效率计算
    3.4 本章小结
第四章 熔盐电解高碳锰铁同时制备分级碳化物衍生碳和纯净锰铁
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与设备
        4.2.2 前驱体的制备
        4.2.3 试剂与电极预处理
        4.2.4 产物处理与收集
        4.2.5 阳极和阴极产物的表征分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电解可行性分析
        4.3.2 电解前后阳极成分以及微观结构
        4.3.3 电解后阳极的表征
        4.3.4 阴极产物的表征
        4.3.5 阴阳极电流效率计算
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士研究生期间的科研成果



本文编号：3792926