王昭文:SWV和NPV电化学方法检测熔体中La3+离子浓度的研究论文

王昭文:SWV和NPV电化学方法检测熔体中La3+离子浓度的研究论文

本文主要研究内容

作者王昭文(2019)在《SWV和NPV电化学方法检测熔体中La3+离子浓度的研究》一文中研究指出:熔盐电化学技术在熔盐电解精炼和核能熔盐堆的后处理分离中具有明显优势,而且在乏燃料熔盐电解后处理锕系元素的分离与提取中具有良好的应用前景和实用价值。在乏燃料高温熔盐中,其金属离子浓度的即时检测分析对锕系元素的分离非常重要。当前,无论是乏燃料中的元素分析,还是熔盐电解中离子的扩散行为和浓度分析,均需定期取样,再采用离线化验的方法对其中的放射性元素及其离子浓度进行分析和判断,但该方法的制样、测样、检测周期等均不利于熔盐中离子浓度的即时分析和过程控制,因而发展高温熔盐中的在线检测手段极为迫切。熔盐电化学技术将有望实现乏燃料后处理中离子浓度的在线检测与远程控制。基于此,本文采用电化学检测技术,以La3+模拟替代放射性元素,对高温熔盐中的La3+离子浓度检测进行了系列研究,主要工作和结果如下:采用循环伏安(CV)、方波伏安(SWV)、计时电位(CP)等电化学方法,研究了773K温度下LiCl-KCl-LaCl3体系中,以钨为工作电极,Ag/AgCl为参比电极时,La3+在钨电极上的电化学还原过程。结果表明:在三种电化学方法中,La3+的还原电位均在-2.10V左右,在钨电极上为一步转移三电子的过程,即La(Ⅲ)→La(0),并且该过程受扩散控制。经计算,La3+在该实验条件下的扩散系数为3.768×10-6cm2/s。运用SWV法检测了773K温度下,不同LaCl3含量时LiCl-KCl-LaCl3熔盐体系中的La3+离子浓度,结果表明:随着方波振幅增大,SWV曲线的峰值电流随之增大;当5.03wt%LaCl3和6.26wt%LaCl3浓度时,由SWV检测出的La3+离子浓度值(2.714×10-4mol/cm3、3.402×10-4mol/cm3)与ICP检测结果(2.675×10-4mol/cm3、3.258×10-4mol/cm3)较为接近。而在8.08wt%LaCl3较高浓度下,检测到的La3+浓度值为5.671×10-5mol/cm3,与ICP检测结果5.046×10-4mol/cm3相差较大。经误差分析,将相应扩散系数值进行方程数值模拟修正后,所得离子浓度值为4.993×10-4mol/cm3,该值与ICP检测结果基本一致。因此,在较高浓度时SWV法所得结果需要对扩散系数值进行方程模拟修正。对不同LaCl3含量下的熔盐体系进行常规脉冲伏安(NPV)检测,获得不同脉冲时间下La3+在钨电极上的常规脉冲伏安曲线。结果表明:随着扫描脉冲时间的增加,金属La3+在钨电极上的沉积电流平台逐渐缩短,法拉第电流平台随之趋向平缓。通过电化学常规伏安法计算方程对常规脉冲伏安曲线数据进行分析,得出在熔盐中1.95wt%8.08wt%LaCl3含量区间内,由NPV法检测到的离子浓度值范围为1.124×10-4mol/cm35.282×10-44 mol/cm3,与ICP检测结果进行对比后发现,该法获得的熔盐中离子浓度值与ICP检测结果较为接近,且在一定浓度范围,NPV法浓度检测较为准确。

Abstract

rong yan dian hua xue ji shu zai rong yan dian jie jing lian he he neng rong yan dui de hou chu li fen li zhong ju you ming xian you shi ,er ju zai fa ran liao rong yan dian jie hou chu li a ji yuan su de fen li yu di qu zhong ju you liang hao de ying yong qian jing he shi yong jia zhi 。zai fa ran liao gao wen rong yan zhong ,ji jin shu li zi nong du de ji shi jian ce fen xi dui a ji yuan su de fen li fei chang chong yao 。dang qian ,mo lun shi fa ran liao zhong de yuan su fen xi ,hai shi rong yan dian jie zhong li zi de kuo san hang wei he nong du fen xi ,jun xu ding ji qu yang ,zai cai yong li xian hua yan de fang fa dui ji zhong de fang she xing yuan su ji ji li zi nong du jin hang fen xi he pan duan ,dan gai fang fa de zhi yang 、ce yang 、jian ce zhou ji deng jun bu li yu rong yan zhong li zi nong du de ji shi fen xi he guo cheng kong zhi ,yin er fa zhan gao wen rong yan zhong de zai xian jian ce shou duan ji wei pai qie 。rong yan dian hua xue ji shu jiang you wang shi xian fa ran liao hou chu li zhong li zi nong du de zai xian jian ce yu yuan cheng kong zhi 。ji yu ci ,ben wen cai yong dian hua xue jian ce ji shu ,yi La3+mo ni ti dai fang she xing yuan su ,dui gao wen rong yan zhong de La3+li zi nong du jian ce jin hang le ji lie yan jiu ,zhu yao gong zuo he jie guo ru xia :cai yong xun huan fu an (CV)、fang bo fu an (SWV)、ji shi dian wei (CP)deng dian hua xue fang fa ,yan jiu le 773Kwen du xia LiCl-KCl-LaCl3ti ji zhong ,yi wu wei gong zuo dian ji ,Ag/AgClwei can bi dian ji shi ,La3+zai wu dian ji shang de dian hua xue hai yuan guo cheng 。jie guo biao ming :zai san chong dian hua xue fang fa zhong ,La3+de hai yuan dian wei jun zai -2.10Vzuo you ,zai wu dian ji shang wei yi bu zhuai yi san dian zi de guo cheng ,ji La(Ⅲ)→La(0),bing ju gai guo cheng shou kuo san kong zhi 。jing ji suan ,La3+zai gai shi yan tiao jian xia de kuo san ji shu wei 3.768×10-6cm2/s。yun yong SWVfa jian ce le 773Kwen du xia ,bu tong LaCl3han liang shi LiCl-KCl-LaCl3rong yan ti ji zhong de La3+li zi nong du ,jie guo biao ming :sui zhao fang bo zhen fu zeng da ,SWVqu xian de feng zhi dian liu sui zhi zeng da ;dang 5.03wt%LaCl3he 6.26wt%LaCl3nong du shi ,you SWVjian ce chu de La3+li zi nong du zhi (2.714×10-4mol/cm3、3.402×10-4mol/cm3)yu ICPjian ce jie guo (2.675×10-4mol/cm3、3.258×10-4mol/cm3)jiao wei jie jin 。er zai 8.08wt%LaCl3jiao gao nong du xia ,jian ce dao de La3+nong du zhi wei 5.671×10-5mol/cm3,yu ICPjian ce jie guo 5.046×10-4mol/cm3xiang cha jiao da 。jing wu cha fen xi ,jiang xiang ying kuo san ji shu zhi jin hang fang cheng shu zhi mo ni xiu zheng hou ,suo de li zi nong du zhi wei 4.993×10-4mol/cm3,gai zhi yu ICPjian ce jie guo ji ben yi zhi 。yin ci ,zai jiao gao nong du shi SWVfa suo de jie guo xu yao dui kuo san ji shu zhi jin hang fang cheng mo ni xiu zheng 。dui bu tong LaCl3han liang xia de rong yan ti ji jin hang chang gui mai chong fu an (NPV)jian ce ,huo de bu tong mai chong shi jian xia La3+zai wu dian ji shang de chang gui mai chong fu an qu xian 。jie guo biao ming :sui zhao sao miao mai chong shi jian de zeng jia ,jin shu La3+zai wu dian ji shang de chen ji dian liu ping tai zhu jian su duan ,fa la di dian liu ping tai sui zhi qu xiang ping huan 。tong guo dian hua xue chang gui fu an fa ji suan fang cheng dui chang gui mai chong fu an qu xian shu ju jin hang fen xi ,de chu zai rong yan zhong 1.95wt%8.08wt%LaCl3han liang ou jian nei ,you NPVfa jian ce dao de li zi nong du zhi fan wei wei 1.124×10-4mol/cm35.282×10-44 mol/cm3,yu ICPjian ce jie guo jin hang dui bi hou fa xian ,gai fa huo de de rong yan zhong li zi nong du zhi yu ICPjian ce jie guo jiao wei jie jin ,ju zai yi ding nong du fan wei ,NPVfa nong du jian ce jiao wei zhun que 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自江西理工大学的王昭文,发表于刊物江西理工大学2019-09-23论文,是一篇关于熔盐电化学论文,熔盐论文,浓度论文,江西理工大学2019-09-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自江西理工大学2019-09-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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