Sm（Ⅲ）在Al-Ga合金电极上的电化学行为研究

发布时间：2023-12-02 07:39

　　熔盐电解从乏燃料中分离并回收An系元素是一种有前途的方法。在传统的电精炼中,大部分铀主要在不锈钢阴极上进行回收,而钚和其它次锕系元素及一些残留铀则沉积在液态Cd阴极上。但由于Ln系元素和An系元素的沉积电位在液态Cd阴极上是非常接近,沉积产物中通包含大量的Ln系元素,从而导致Ln/An的分离系数很低。为了获得更高的Ln/An分离效率,寻找有效提高分离效果的液态阴极是此项技术的关键。本文通过对比不同活性阴极的电化学行为,发现Al电极在乏燃料的热解方面具有出色的Ln/An分离性能,但在电沉积过程中固-固扩散速率非常慢,分离速率受到很大限制。同时,在U和部分Ln系元素分离方面,Ga是一种具有很好分离效果的介质。本研究将Al掺入Ga中形成Al-Ga合金,探索有效提高分离效果的液态阴极。研究结果如下:在LiCl-KCl熔体中,采用循环伏安、方波伏安以及开路计时电位法分别研究了Sm(Ⅲ)与Al(Ⅲ),Sm(Ⅲ)与Ga(Ⅲ)以及Sm(Ⅲ)、Ga(Ⅲ)与Al(Ⅲ)离子在钨电极上的电化学行为。结果表明:在LiCl-KCl-SmCl₃熔盐中,以Li₃Bi作为参比...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 乏燃料后处理概况
        1.1.1 国外乏燃料后处理技术与研究现状
        1.1.2 国内乏燃料干法后处理研究现状
    1.2 熔盐电解精炼中活性液态阴极的研究
        1.2.1 电精炼中活性阴极的使用
        1.2.2 本课题活性阴极的研究
    1.3 课题思路及研究内容
        1.3.1 课题思路
        1.3.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂与设备
        2.1.1 实验化学试剂及设备
        2.1.2 仪器设备
    2.2 实验原理
    2.3 实验装置与电极
        2.3.1 实验电解槽
        2.3.2 电极体系的选择
        2.3.3 熔盐体系的选择
    2.4 电化学测试方法
    2.5 实验样品分析与表征
第三章 Sm(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Ga(Ⅲ)的电化学还原
    3.1 Sm(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为
    3.2 Sm(Ⅲ)和Al(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为
    3.3 Al(Ⅲ)和Ga(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为
    3.4 Sm(Ⅲ)和Ga(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为
    3.5 Sm(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Ga(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为
    3.6 本章小结
第四章 Sm(Ⅲ)分别在Al、Ga及 Al-Ga合金电极上的电化学还原
    4.1 Sm(Ⅲ)在铝电极上的电化学还原
    4.2 Sm(Ⅲ)在液态镓上的电化学机理
    4.3 Sm(Ⅲ)在液态铝镓电极上的电化学机理
    4.4 Sm(Ⅲ)在钨、液态镓和铝镓电极上的对比分析
    4.5 本章小结
第五章 Sm-Ga和 Sm-Ga-Al合金的制备与表征
    5.1 LiCl-KCl-SmCl₃-Ga Cl₃ 钼网上制备合金
    5.2 LiCl-KCl-SmCl₃-Ga Cl₃-AlCl₃ 钼网上制备合金
    5.3 在Al、液态镓和Al-Ga合金电极上恒电流电解制备合金
        5.3.1 LiCl-KCl-SmCl₃ 熔盐中Al电极上恒电流电解制备合金
        5.3.2 LiCl-KCl-SmCl₃ 熔体中液态镓电极上恒电流电解制备合金
        5.3.3 LiCl-KCl-SmCl₃ 熔体中Al-Ga合金电极上恒电流电解制备合金
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要研究成果



本文编号：3869216