Кинетика катодного восстановления кислорода в расплавленных хлоридах щелочных металлов
Диссертация
Большинство работ по изучению ионизации кислорода связано с кислородсодержащими, особенно карбонатными расплавами, которые могут использоваться как электролиты для топливных элементов. Для хлоридных расплавов этот процесс изучен в меньшей степени. Имеется работа японских исследователей, посвященная изучению электродного процесса при восстановлении кислорода на платиновом электроде в расплаве… Читать ещё >
Список литературы
- Баймаков Ю.В., Ветюков М. М. Электролиз расплавленных солей. -М.: Металлургия, 1966. — 560 с.
- Плющев В.Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. -М.: Химия, 1970, с.379−395.
- Делимарский Ю.К. Пути практического использования ионных расплавов. В кн.: Ионные расплавы. Киев: Наукова думка, 1975, вып. З, с.3−22.
- Барабошкин А.Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. -М: Наука, 1976.-279 с.
- Делимарский Ю.К. Электролиз. Киев: Техшка, 1982, с. 112−139.
- Ивановский Л.Е., Лебедев В. А., Некрасов В. Н. Анодные процессы в расплавленных галогенидах. -М.: Наука, 1983. -268 с.
- Делимарский Ю.К. Ионные расплавы в современной технике. М.: Металлургия, 1981. -112 с.
- Вольнов И.И. Перекиси, надперекиси и озониды щелочных и щелочноземельных металлов.- М.: Наука, 1964. -122с.
- Stern К.Н. Electrode potential in fused systems. The platinum electrode in some halide melts. //J. Phys. Chem. -1956. -Vol.60, -p. 1443−1445.
- Stern K.H. Oxidation of metals in molten salts. Silver in sodium chloride,// J.Phys.Chem. 1962. -V.66, N7. -p.1311−1317.
- Stern K.H., Panayapan R., Flinn D.R. Reactions in the Na2C)-NaCl system.// J.Electrochem. Soc.-1977. -Vol.124, N5. -p.641−649.
- Stern K.H. Activity coefficients of Na20 in molten NaCl, Na2S04 and Na2C03.// Electrochem. Acta. -1979. -Vol.24, -p.509−512.
- Dearhardt M.L., Stern K.H. Voltamrnetric and cronophotometric studies of Na20-NaCl melts. //J. Electrochemical Society.-1980. -Vol.127, N12. -p.2600−2602.
- Numata Н., Momma A., Haruyama S. //Galvanostatic double pulse study of О " /l/202(Pt) electrode in NaCl-KCl melts. //J. Electrochem. Soc. -1988. -Vol.135, No.l. -p.72−75.
- Smirnov M.Y., Tkacheva O.Yu. //Interection of oxygen with molten alkali chlorides. //Electrochim. Acta. -1992. -Vol.15, -p.2681−2690.
- Ткачева О.Ю. Взаимодействие расплавленных хлоридов щелочных металлов с кислородом. //Дисс.. канд. хим. наук. -Свердловск: Ин-т электрохимии УрО АН СССР, 1991. -86с.
- Хохряков А. А., Хохлова A.M. И К спектры излучения оксигалогенидных комплексных группировок S-элементов в расплавленных смесях галогенидов щелочных металлов. //Расплавы. -1989. -N 6. -с.66−71.
- Cherginets V.L. Oxide ion electrodes and oxide ion donors in molten alkaline halogenides. // Electrochim. Acta. -1997. -Vol.42, -p.l507−15 140.
- Ивановский JI.E., Некрасов B.H. Газы и ионные расплавы.- М.: Наука, 1979, -182с.
- Смирнов М.В. Электродные потенциалы в расплавленных хлоридах. -М.: Наука, 1973. -247с.
- Новожилов А.Л., Хайменов А. П. О растворимости газов в расплавленных галогенидах щелочных металлов. //Журн. физ. хим. -1976. -t.L, вып.10. -с.2457−2460.
- Барабошкин А.Н., Таланова М. И., Салтыкова Н. А. Влияние окиси кальция и некоторых примесей на структуру вольфрамовых покрытий, осажденных из хлоридно-вольфрамового расплава. //Тр. Ин-та электрохимии УФ АН СССР, — Свердловск, 1970, — Вып.15. -с.60−66.
- Пальгуев С.Ф., Смирнов М. В., Карпачев С. Ф. Зависимость качества катодных осадков никеля от наличия примесей в электродите. //Журн. приклад, химии, — 1953, — т.26, N9. -с.50−54.
- Appleby A.J., Nicholson S.B. Reduction of oxygen in lithium-potassium carbonate melts. // J. Electroanal. Chem. -1980. -Vol.112, -p.71−76.
- Ткаленко Д.А., Сунегин Г. П., Кудря C.A. Модельное описание процессов на кислородном электроде в гидроксидныхрасплавах. //Расплавы. -1994. -N2. -с.65−72.
- Ткаленко Д.А., Кудря С. А., Ткаленко М. Д. Ионный состав приэлектродного слоя при катодной поляризации кислородного электрода в гидроксидном расплаве. // Расплавы. -1994. -N3. -с.48−52.
- Bychin V.P., Chupakchin Е.О. Investigation of oxygen reduction in the 1Л2СО3/К2СО3 eutectic by the method of reversible potential-step chronoamperometry. // Electrochim. Acta. -1992. -Vol.37, N15. -p.1935.
- Mordarski G. Kinetics of the oxygen electrode reaction in molten Li + Na carbonate eutectic. Part 4. Quantitative analysis of the potential-step chronoamperometric curves at Au electrodes. // J. Electroanal. Chem. -1991. -Vol.304, -p. 123−132.
- Колотий А.А., Делимарский Ю. К. Электродная функция платины в расплавах. II Кислородная функция платины. //Укр. Хим. Журнал. -1962. -т.28, N1. -с.53−59.
- Takahashi М., Katsuyama Y., Kanzaki Y. The passivation phenomenon of platinum in fused lithium chloride-potassium chloride eutectic. I. Effect of oxide ions on the passivation. //J. Electroanalyt. Chem. -1975. -V. 62, N2.-p.363−371.
- Зб.Чергинец В.JT. О работе некоторых кислородных электродов в расплаве эвтектики KCl-NaCl при 973К. //Расплавы. -1991. -N1. -с.62−65.
- Stern К Н.,. Deanhardt M. L, Panayappan R. Studies of the Na20-Na2S04 system. J/J. Phys.Chem. -1979. -Vol.83, N22. -p.2848−2852.
- Кротов Ю.И., Вильнянский Я. Е., Коган B.C. Работа никелевого электрода в качестве кислородного в расплавах кислородсодержащих солей. //Журн. Физ. хим. -1964. -т.38, N6. -с. 1632−1635.
- Laitinen Н.А., Bhatia В.В. Electrochemical study of metallic oxides in fused lithium chloride-potassium chloride eutectic. //J. Electrochem. Soc. -1960. -Vol.107, N8.-p.53−58.
- Graves A.D., Hills G.J., Inman D. Electrode Processes in Molten Salts. -In: Advances in electrochemistry and electrochemical engineering. Vol. 4. -New York: Interscience, 1966. — p.132.
- Миненко В.И., Петров С. М., Иванова Н. С. Применение обратимого кислородного электрода в кислородсодержащих расплавах. //Изв. Вузов. Черная металлургия. -1980. -N7. -с.10−13.
- Васильева Е.В. Платина, ее сплавы и композиционные материалы,— М.: Металлургия, 1980. -278с.
- Frydurg G.S., Petrus Н.М. Kinetic of the oxidation of platinum. //J. Electrochem. Soc.-1979. -Vol.108, N6. -p.496−503.
- Дамьянович А. Механизм и кинетика реакций кислородного электрода. //Сб. Современные проблемы электрохимии. М.: Мир, 1971. -396с.
- Every R.L., Grimsley R.L. Formation of thick oxides on platinum electrodes. //J. Electroanal. Chem. 1965. -Vol.9, -p. 165−168.
- Олейникова В.А. Поведение платиновых электродов при электролизе карбонатных расплавов. // Дисс.. канд. хим. наук. Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1968. -98с.
- Stern K.H. Oxide ion titration in molten NaCl with zirconia electrode. // J. Electrochem. Soc.-1980. -Vol.127, N11. -p.2375−2378
- Combers R., Feys R., Tremillon B. Dissociation of carbonate in molten NaCl-KCl. // J. Electroanal.Chem. -1977. -V.83. -p.383−385.
- Rapp R.A. The hot corrosion of materials. // Stud. Inorg. Chem. -1989. -N9 -p.291−329.
- Езерский М.Л. Использование окисных композиций и керметов в качестве материала высокотемператутного кислородного электрода. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. -1967. -Т.З, N7. -с.1249−1252.
- Бережной А.С. Многокомпонентные щелочные оксидные системы. Киев: Наук, думка, 1988.-200 с.
- Tremillon B.L., Picard G.S. Chemical solubilization of metal oxides and sulfides in chloride melts by means of chlorination agents. // Molten Salt Chemistry. -NATO Asi Series: Mathematical and Physical Science. -1987. -Vol.202, -p.305−327.
- Смирнов M.B., Пальгуев С. Ф., Ивановский Jl.E. Хлорный электрод сравнения в расплавленных хлоридах.// Журн. физ. хим.- 1955. -Т.29, N5. -С. 772−777.
- Шишкин В.Ю., Митяев B.C. Очистка галогенидов щелочных металлов методом зонной плавки. // Изв. АН СССР, Неорганические материалы. -1982. -Т.18,N11. -с.1917−1918.
- Плачеков Т.Г., Ширяев А. Н. Глубокая осушка газов в стационарном, движущемся и псевдоожиженном слоях цеолита. // Цеолиты, их синтез, свойства и применение. -M.JI.: Наука, 1965. -с.249−252.
- Салтыкова Н.А., Печорская JI.C., Барабошкин А. Н., Молчанова Н. Г. Равновесные потенциалы платины в расплавленной тройной эвтектике NaCl-KCl-CsCl. //Электрохимия. -1985. -т.21, вып.8. -с. 1110−1112.
- Kanzaki Y., Takahashi М. The oxygen electrode in fused lithium chloride-potassium chloride eutectic containing oxide ion. // J. Electroanal. Chem. -1975. -V.58. -p.339−348.
- Любимцева И.Я. Термическое разложение расплавленного карбоната лития и электродные процессы при электролизе расплавов окиси и карбоната лития. // Дисс. .канд. хим. наук. Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1970. -92с.
- Wrench N.S., Inman D. The oxygen electrode in molten salts. Potentiometric measurements. //J. Electroanal. Chem. -1968. -V.17. -p.319−325.
- Ковалевский P.A., Чебыкин В. В. Транспортные свойства восстановленных форм катиона растворителя в расплавленных хлоридах щелочных металлов.//Расплавы 1992. -N3. -с.137−142.
- Городыский А.В. Вольтамперометрия: Кинетика стационарного электролиза. Киев: Наукова думка, 1988. -176с.
- Тейлор В. Введение в теорию ошибок. -М.: Мир, 1985. -272 с.
- ГОСТ 8.207−76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.
- РД 50−555−85 Методические указания. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей.бб.Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин. JI.: Наука, 1974. -108с.
- Кох Е. А. Диффузионные потенциалы на пористых диафрагмах, разделяющих солевые расплавы разного состава. // Дисс.. канд. хим. наук. -Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1967. -105с.
- Справочник по математике. М.: ГИТТЛ, 1957. -608 с.
- Леонова Л.С., Укше Е. А., Букун Н. Г. Импеданс хлорного электрода в расплавленных солях. И Электрохимия. -1970. -т.6, вып.2. -с.249
- Морачевский А.Г., Белоглазов И. Н., Касымбеков Б. А. Калий.-М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2000. -192с.
- Феттер К. Электрохимическая кинетика,— М.: Химия, 1967, 856с.
- Ротинян А.Л., Тихонов К. И., Шошина И. А. Теоретическая электрохимия. -Л.: Химия, 1981.-424с.
- Nishina Т., Ushida I., Selman R.J. Gas electrode reaction in molten carbonate media.//J. Electrochem. Soc.-1994. -V. 141, N 5. -p.1191−1198.
- H.H. Uhling, Solubility of gases and surface tensions. // J.Phys. Chem -1937.-V.41-p.1215−1225.
- Blander M., Grimes W.R., Smith W.V., Watson G.M. Solubility of noble gases in molten fluorides.// J.Phys. Chem.- 1959, — V.63.- p.1164.
- Appleby A.J. Solubility of non-interacting gases in molten salts- reinterpretation of the Uhling-B lander equation in terms of modified hole theory. // J.Chim.Phys. -1977.-V.74, — p.447−451.
- Reiss H.,. Frisch H. L, Hefland E., Lebowitz J. L. Aspects of the statistical thermodynamics of real fluids.//J.Chem.Phys- 1960.-V.32.-p.119
- Некрасов B.H., Захаров В. В., Ивановский Л. Е. Модельные расчеты констант растворимости невзаимодействующих газов в расплавах галогенидов щелочных металлов, — Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1981,-21с.
- Lebowitz J.L., Helfand Е., Praesgaard Е. Scaled particle theory of fluid mixtures. //J.Chem.Phys.-1965. -V.43. -p.774
- Abramo M.C., Caccamo C., Pizzimenti G., Parrinello M. Ionic radii and patterns of molten alkali halides. //J. Chem. Phys. -1978. -V.68,N6. -p.2889−2895.
- А.Л. Новожилов, Хайменов А. П. О расчете растворимости газов в расплавленных галогенидах щелочных металлов.// Журн. физ. хим. -1976. -t.L, вып.11. -с.2740−2742.
- Flegas S.N., Block-Bolten A. Solubility of reactive gases in molten salts.// Advances in molten salt chemistry. -1973.-V.2. -p.27−81.
- Appleby A.J., Van Drunen С. Solubilities of oxigen and carbon monoxide in carbonate melts. //J. Electrochem. Soc. -1980. -V.127, N 8. -p. 1655−1659.
- Smirnov M.V., Stepanov V.P. Density and surface tension of alkali halides and their binary mixtures. // Electrochim. Acta. -1982. V.27, N11. -p.1551−1563.
- Справочник химика.- Д.: Химия, 1971, т.1, 1071с.
- Paniccia F., Zambonin P.G. Interaction of inert gases with ionic melts. //J. Chem.Soc., Faraday Trans.I. -1972. -V.19. -p.2083−2089.
- Jans G. J, Bansal N.P. Molten salt data: Diffusion coefficients in single and multi-component salt systems. // J. Phys. Chem. Ref. Data. -1982. -V.l 1, N 3. -p.
- Хохлов В.А. Явления переноса и ионный состав расплавленных галогенидов щелочных металлов и их смесей: Дисс.. докт. хим. наук. Свердловск: Ин-т электрохимии УНЦ АН СССР, 1984. -490с.
- Смирнов М.В., Хохлов В. А., Антонов А. А. Вязкость расплавленных галогенидов щелочных металлов и их бинарных смесей. -М.: Наука, 1979. -99с.
- Смирнов М.В., Шумов Ю. А., Хохлов В. А., Степанов В. П., Носкевич Е. В., Антоненко А. П. Плотность и электропроводность бинарных расплавленных смесей галогенидов калия. //Тр. Ин-та электрохимии УНЦ АН СССР. -1973. -вып.20. -с.8−12.
- Janz JR., Tomkins R.P.T., Allen C.B., Downey J.R., Gardner J.G.L., Krebs U., Singer S.K. Chlorides and mixtures electrical conductance, density, viscosity and surface tension data. // J. Phys. Chem. Ref. Data. -1975. -V.4, N 4. -p.877.
- Некрасов В.Н., Храмов А. П., Ивановский JI.E. Массоперенос растворенного в расплавленном электролите газа к стационарному твердому электроду. // Расплавы. -1988. -т.2, вып.1. -с.69−72.
- Исаева Л.А., Поляков П. В., Михалев Ю. Г., Рогозин Ю. Н. Диффузионный слой у жидкого и твердого металлических электродов в расплавленных солях. //Электрохимия. -1982. -т. 18, вып. 12. -с. 1697−1699.
- Шаповал В.И., Делимарский Ю. К., Циклаури О. Г. Осциллополягрофическое и хронопотенциометрическое изучение анодных процессов с участием О2″ в расплаве KCl-NaCl. // Укр. хим журн. -1973. -t.XL, N 7. -с.734−737.
- Шаповал В. И, Тараненко В. И., Ускова Н. Н., Луговой В. П. Хронопотенциометрическое исследование окисления О «на стеклоуглероде в расплаве KCl-NaCl. // Укр. хим. журн. -1982. -т.48, N 84. -с.835−838.
- Nikolaeva E.V., Smirnov M.V., Khokhlov V.A. Kinetics of oxygen electroreduction in molten alkali chlorides. // Euchem. Conf. Molten Salts: Abstr. of Papers.- Smolenice, Slovakia. 1996. -p. B-49.
- Николаева E.B., Смирнов M.B., Хохлов B.A. Кинетика восстановления кислорода на платиновом электроде в расплаве КС1, содержащем кислородные ионы. // Расплавы, — 1997, — N5, — с.57−62.
- Nikolaeva E.V., Khokhlov V.A., Smirnov M.V. Investigation of oxygen reduction at the Pt (02) electrode in molten alkali chlorides. // Eurochem. Conf. Molten Salts: Abstr. of Papers.- Porquerolles.- 1998. p. O 61.
- Расчет параметров поляризационного уравнения (26)т|р = RT/(2nF) ln (l-i/id (02))-RT/(nF) ln (l+i/id (On')) Lpi = RT/(2nF) ln (l-i/id (02)) T|p2 = RT/(nF) ln (l+i/id (02))
- KC1 T=1123 К, p02=98 300 Па, Ep=-1.072 В id (02) = 6.84 А/м2 id (CT) = 3.17 А/м2 n= 1.65 S ((V*l)2) = 2.95−10−4
- КС1 T=1223 К, р02=98 300 Па, Ер=-0,986 Вid (02) = 22.25 А/м2 id (On-) = 2.65 А/м2 n = i .64 1. S ((v^) = 3.83 Ю"4
- NaCl Т=1123 К, р02=99 200 Па, Ер= id (02) = 4.56 А/м2 id (On-)= 1.89 А/м2 п= 1.52 2((Пр~ Л)2) = 3.14 10"3 =-0.752 В