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铝精炼电解质熔盐结构的Raman光谱研究
结题报告
批准号:
51004034
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
胡宪伟
依托单位:
学科分类:
E0412.有色金属冶金
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
王兆文、包莫日根高娃、鲜亚疆、付维琴、李敏、杨酉坚、芦野
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中文摘要
精铝(99.950-99.999%)是国防工业和高技术产业需求的重要材料,对我国国民经济的发展具有重要意义。精铝的生产方法主要是三层液电解精炼法,该方法可以生产纯度高于99.99%的产品,因此被广泛采用。.本项目采用紫外激光共焦显微Raman光谱对AlF3-NaF-CaF2及AlF3-NaF-BaF2熔盐结构进行研究。基于本学校"985"平台设备-高温Raman光谱实验平台,在前期国家自然科学基金委员会支持下所进行的,AlF3-NaF熔盐结构研究的基础上,开展三元系熔盐结构的研究工作。考察两种体系熔盐中络合离子团存在形式,在此基础上通过分析研究熔盐中络合离子团特征峰的Raman频移及半高宽,研究离子团的微观结构和"寿命"随熔盐温度和组成的变化规律。为铝精炼电解质的物理化学性质和工艺的改进提供理论基础。
英文摘要
本项目首先制备了适合于高温熔盐Raman光谱研究用的显微热台和样品池,然后研究了氟铝酸铵的热分解机理,确定了加热氟铝酸铵法制备无水氟化铝的合理工艺条件。在上述基础上,进行了铝精炼NaF-AlF3二元系、NaF-AlF3-CaF2/BaF2三元系以及NaF-AlF3-CaF2-BaF2四元系熔盐结构的Raman光谱学研究,分析了熔盐内部离子团的结构和变化规律。. 氟铝酸铵的热分解实验结果表明,氟铝酸铵的热分解分三步进行;对于40g的(NH4)3AlF6,在400℃下保温3h,可以得到纯度很高的无水AlF3。. 熔盐体系的Raman光谱研究结果表明,当0.48≤分子比(CR)≤1.0时,熔盐中只存在AlF4-四面体一种络合离子团,或这种四面体以“桥氟”形式连接的网状或链状结构。对于1.1≤CR≤1.5的熔盐,熔盐中存在AlF4-和AlF52-两种络合离子团。得到了两种离子团的摩尔百分数与CR的关系。当1.6≤CR≤3.0时,熔盐中存在AlF4-、AlF52-和AlF63-三种络合离子团,同样得到了三种离子团的摩尔百分数与CR的关系。. 对于CR为0.48-0.75、CaF2含量为5-20wt%的NaF-AlF3-CaF2和CR为0.61-0.75、BaF2含量为5-40wt%的NaF-AlF3-BaF2三元系熔盐结构的研究表明,当CR和CaF2/BaF2添加量较低时,熔盐中只含有AlF4-四面体一种Al-F络合离子团,或这种四面体形成的网状/链状结构;随着CR和CaF2/BaF2添加量的增加,熔盐中逐渐有AlF52-离子团出现。得到了熔盐中各离子团的摩尔百分数与CR的关系。CaF2和BaF2起碱性添加作用。. 对于CR为0.48-0.75、CaF2含量为5-15wt%、BaF2含量为5-40wt%的NaF-AlF3-CaF2-BaF2四元系熔盐结构的研究表明,与三元体系相同,当CR和CaF2及BaF2添加量较低时,熔盐中只含有AlF4-四面体一种Al-F络合离子团,或这种四面体形成的网状/链状结构;随着CR和CaF2及BaF2添加量的增加,熔盐中会逐渐出现AlF52-和AlF63-。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/s1003-6326(10)60659-0
发表时间:2010-12
期刊:Transactions of Nonferrous Metals Society of China
影响因子:4.5
作者:Xianwei Hu;Zhaowen Wang;B. Gao;Zhongning Shi;Liu Fengguo;Morigengaowa Bao
通讯作者:Xianwei Hu;Zhaowen Wang;B. Gao;Zhongning Shi;Liu Fengguo;Morigengaowa Bao
DOI:--
发表时间:2011
期刊:中国有色金属学报(英文版)
影响因子:--
作者:胡宪伟;李琳;高炳亮;石忠宁;李欢;刘敬敬;王兆文
通讯作者:王兆文
DOI:--
发表时间:2012
期刊:光散射学报
影响因子:--
作者:胡宪伟;高炳亮;刘敬敬;石忠宁;王兆文
通讯作者:王兆文
A light-through-side cell and co-used furnace designed for micro-Raman spectra study on volatile melts
专为挥发性熔体的显微拉曼光谱研究而设计的透光侧池和共用炉
DOI:10.1016/j.cclet.2012.10.004
发表时间:2012-11
期刊:Chinese Chemical Letters
影响因子:9.1
作者:胡宪伟;李欢;高炳亮;刘敬敬;石忠宁;于江玉;王兆文
通讯作者:王兆文
DOI:--
发表时间:2011
期刊:中国有色金属学报(英文版)
影响因子:--
作者:胡宪伟;曲俊月;高炳亮;石忠宁;刘风国;王兆文
通讯作者:王兆文
Raman光谱法快速联测铝电解质分子比和氧化铝浓度的基础研究
  • 批准号:
    51974081
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    胡宪伟
  • 依托单位:
含锂盐、钾盐铝电解质体系的电化学原位Raman光谱研究
  • 批准号:
    51474060
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    胡宪伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金