NaCl-KCl-Na2WO4熔盐体系的物化性质及制备钨粉的电化学机理研究

摘要

本文在NaCl-KCl-Na2WO4体系电解制取钨粉研究基础上，分别采用阿基米德法、旋转法、拉筒法、交流电极法对体系在一定范围内的密度、粘度、表面张力、电导率进行了研究；分别采用循环伏安法、方波伏安法、计时电流法、计时电位法对特定温度、不同Na2WO4含量的NaCl-KCl-Na2WO4体系的电极过程及电化学机理进行了研究。
　　通过以上的研究结果表明：
　　在1173 K~1233 K之间，密度随Na2WO4含量的增加先增大后减小；NaCl-KCl体系的密度随温度的升高先增大后减小；Na2WO4(5 wt％~10 wt%)与混合电解质组成的熔盐体系的密度随温度的升高而减小；NaCl-KCl-Na2WO4（15 wt%）熔盐体系的密度随温度的升高而增大，为线性关系。
　　在1173 K时，粘度随Na2WO4含量的增大而减小；在1188 K~1233 K之间，粘度随Na2WO4含量的增加先减小后增大。在1173 K~1233 K之间，NaCl-KCl体系的粘度随温度的升高而不变；Na2WO4(5 wt%~10 wt%)与混合电解质组成的熔盐体系的粘度随温度的升高先减小后增大；NaCl-KCl-Na2WO4（15 wt%）熔盐体系的粘度随温度的升高而增大。
　　由Na2WO4(0 wt%~10 wt%)分别与混合电解质组成的熔盐体系的表面张力随温度的升高而减小，呈线性关系。NaCl-KCl-Na2WO4（15 wt%）熔盐体系的表面张力随温度的升高迅速衰减后保持不变，表面张力受温度的影响较大。
　　NaCl-KCl熔盐的电导率随温度的升高而减小，为线性关系。NaCl-KCl-Na2WO4（5 wt%~15 wt%）熔盐体系的电导率随温度的升高而增大，为线性关系。
　　循环伏安法分析证明W6+离子的还原过程为两步，即：W6++2e→W4+，W4++4e→W，W6+与W4+之间是可逆的氧化还原反应。WO42-的还原过程是扩散控制的。Na2WO4浓度过低影响WO42-的电化学行为，随Na2WO4浓度的提高或是温度的升高，可以减弱极化作用的影响，有利于WO42-在熔盐中发生氧化还原反应。方波伏安法与循环伏安法所得的结果一样。
　　计时电流、电位法同样得到W6+离子的还原为两步反应，阴极还原过程为扩散控制步骤。同时，计时电流法表明以W在析出过程中不存在成核极化现象，为三维瞬时成核过程；计时电位表明随着电流强度的增加，阴极还原反应的可逆性逐渐降低。

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第一章 绪 论

1.1 熔盐电解法直接制备钨粉的研究进展

1.2 研究目的及意义

1.3 研究的内容

第二章 实验

2.1 实验仪器及试剂

2.2 实验装置

2.3实验流程

2.4熔盐及电极的选择

第三章 NaCl-KCl-Na2WO4熔盐体系的物理化学性质

3.1 密度

3.2 粘度

3.3 表面张力

3.4 电导率

3.5本章小结

第四章 NaCl-KCl-Na2WO4熔盐体系的电化学机理研究

4.1 支持体系的稳定性分析

4.2 体系电化学特征的循环伏安解析

4.3体系电化学特征的方波伏安解析

4.4体系电化学特征的计时电流解析

4.5体系电化学特征的计时电位解析

4.6本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果