陈加壮同学关于镱在AlCl3-NaCl熔盐中的电化学种态以及钝化现象的研究工作被Journal of Electroanalytical Chemistry接收,祝贺!
为了尝试低温熔盐在乏燃料干法后处理中的应用,铀元素,以及轻稀土元素钐、镱等镧系元素在AlCl3-NaCl熔体中性质已经被系统研究。而重稀土元素是否在AlCl3-NaCl熔体中呈现不同的性质也值得我们的探索。本工作选用镱元素为重稀土元素的代表,研究其在AlCl3-NaCl熔盐中的电化学行为和化学种态。与轻稀土元素相比,镱元素性质更加稳定,离子半径更小。因此,其二价离子与三价离子之间的电化学反应呈现出与轻变价稀土不同的行为。具体表现如下。在Yb(II)被电氧化为Yb(III)的过程中,其电化学曲线变得尖锐且不再可逆。这是因为Yb(II)被电氧化后直接生成了不溶物YbCl3沉淀,因此电化学曲线的变化对应于固相生成;同时,Yb(III)的还原电位发生负移。这是因为Yb(II)氧化生成的YbCl3沉淀迅速覆盖了电极表面,形成了钝化层。YbCl3钝化层电导率低,阻碍了YbCl3的还原,因此其还原电位负移。YbCl3钝化层的存在通过XRD、SEM-EDS、Raman得到证明。将钝化后的电极在熔盐中浸泡,YbCl3钝化层会自动脱落,可以缓解电极的钝化现象。本文发现了重变价稀土镱元素在AlCl3-NaCl熔体中的钝化现象,以及缓解方式,这对后续镱元素的电解方式的选择起到了指导作用。
文章信息:Jiazhuang Chen, Yuke Zhong, Dongdong Wang, Mei Li*, Wei Han, Yalan Liu*, Weiqun Shi*. Passivation Phenomenon and Variable Properties of Ytterbium in Different Lewis Acid AlCl3-NaCl Melts. J. Electroanal. Chem. 2023, accepted.