熔鹽電解tio2制備金屬ti的研究

1、熔鹽電解TiO2制備金屬Ti的研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：陳小亮指導(dǎo)教師：陶長(zhǎng)元教授專業(yè)：物理化學(xué)學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二OO八年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要鈦是優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料和特殊的功能材料，是材料工業(yè)和高技術(shù)領(lǐng)域中的重要戰(zhàn)略物資。傳統(tǒng)的鈦制備方法普遍存在工藝復(fù)雜、成本高、能耗大以及污染環(huán)境等問題。2000年劍橋大學(xué)提出了一種直接加電壓使金屬氧化物電脫氧制備金屬的新方法(稱為FFC劍橋工藝)。此方法具有流程

2、短、不產(chǎn)生污染物等優(yōu)點(diǎn)。目前正在研究、開發(fā)或改進(jìn)的鈦生產(chǎn)工藝很多，但大多仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。從目前的研究情況來看，TiO2的直接電化學(xué)還原法是一種最有前途的方法。雖然直接電解TiO2或鈦精礦生產(chǎn)金屬鈦難度較大，但是與Kroll法相比，它的優(yōu)越性在于可以簡(jiǎn)化工藝過程并有可能降低能耗，是值得深入研究和開發(fā)的工藝，也是鈦金屬生產(chǎn)的未來趨勢(shì)。對(duì)該方法的研究還剛剛起步，無論在深度和廣度方面還需進(jìn)一步探索。本文在實(shí)驗(yàn)室自制的電解裝置上，分別就FF

3、C工藝中陰極制備、熔鹽預(yù)處理、電解設(shè)備改進(jìn)、電解過程控制等方面年進(jìn)行了探索性實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)電解過程基本的電化學(xué)特性進(jìn)行了初步研究，重點(diǎn)進(jìn)行了電解還原機(jī)理的研究。制備了熔鹽電解TiO2制備海綿鈦所需的TiO2電極，并對(duì)陰極二氧化鈦導(dǎo)電性進(jìn)行了研究。采用XRD、XPS等方法對(duì)燒結(jié)前后的產(chǎn)物和電解產(chǎn)物進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：高溫?zé)Y(jié)、雙電層和熔鹽都可以改變TiO2電極的導(dǎo)電性。高溫?zé)Y(jié)可以改變TiO2的能帶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生大量導(dǎo)電空位，從而提高了電極