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長寿命核分裂生成物の回収を目指した溶融塩中におけるガラス固化体の電解還元

在熔盐中电解还原玻璃化材料以回收长寿命裂变产物

基本信息

批准号：
17J08901
负责人：
片所優宇美
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

模擬ガラス固化体を構成する酸化物のうち2番目に多いB2O3の電解還元挙動に関して検討を行った。B2O3は融点が753 Kと、研究対象としている電解浴1123 Kよりはるかに低い。これまで、塩化物系の溶融塩を使用した例では、Yin et al. [1]が報告している溶融CaCl2-NaCl中における固体CaB2O4からの電解還元が挙げられる。しかし、O2－イオン存在下でB2O3を浴中へ溶解させた場合の電気化学的還元挙動についての研究は行われていない。そこで本研究では、CaOを浴に添加することによりB2O3を浴中に溶解させ、1123 Kの溶融NaCl-CaCl2-CaO中におけるホウ素の電気化学挙動の検討を行った。タングステン線電極を用いて電気化学測定を行った結果、ホウ素を含む化学種の還元を示唆するピークが観測された。また、同電極を用い、定電流電解を行ったところ、黒色の電析物が得られた。電析物をXRD分析した結果、CaB6が生成していることが分かった。電極断面のEDSマッピング分析の結果、電析物は均一で、単体Bは電析されていなかった。上記の結果より、溶融CaCl2-CaO中におけるSiO2の電解還元挙動と同様に、O2－イオン存在下では、酸化物であるB2O3が浴に溶解し、電析により回収できることが分かった。その際、単体ホウ素としてではなく、CaB6として電析されることが分かった。[1] H. Yin, D. Tang, X. Mao, W. Xiao and D. Wang, J. Mater. Chem. A., 3, 15184-15189 (2015).

The research on the electrolytic reduction of B2O3 in the process of acid formation and solidification B2O3 melting point 753 K, research object 1123 K electrolytic bath For example, Yin et al. [1] report on the use of dissolved CaCl2-NaCl as a solvent for solid CaB2O4. Study on the electrochemical reduction of B2O3 in the presence of O2-O In this study, the electrochemical kinetics of B2O3 in NaCl-CaCl2-CaO solution at 1123 K was investigated. The results of electrochemical measurements on the electrodes of the two species are as follows: The same electrode is used, the constant current electrolysis is carried out, and the black electrolyte is obtained. XRD analysis of the precipitate shows that CaB6 is formed. Results of EDS analysis of electrode cross section, uniform electrodeposit, uniform electrodeposit The above results show that the dissolution of SiO2 in CaCl2-CaO solution is similar to that in the presence of O2-O, and the dissolution of B2O3 in the bath is similar to that in the presence of O2-O. In addition to the above, the company also has the following advantages: [1] H. Yin, D. Tang, X. Mao, W. Xiao and D. Wang, J. Mater. Chem. A., 3, 15184-15189 (2015).