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《離子液體中電沉積稀土金屬的研究現(xiàn)狀》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2018.06.010離子液體中電沉積稀土金屬的研究現(xiàn)狀苗睿瑛,張小偉,李雅翀,朱瓊,楊宏博,楊秉政(北京有色金屬研究總院稀土材料國家工程研究中心,有研稀土新材料股份有限公司,北京100088)摘要:稀土金屬傳統(tǒng)制備方法為金屬熱還原和高溫熔鹽電解。由于離子液體的出現(xiàn)及迅猛發(fā)展,稀土金屬的低溫電沉積成為可能?;仡櫫私鼛资陙韲鴥?nèi)外在離子液體中電沉積稀土金屬用于乏燃料處理、廢舊稀土產(chǎn)品中有價金屬回收以及功能材料研發(fā)三大領域的研究成果以及相關(guān)進展,并指出了未來的主要發(fā)展趨勢和方向。關(guān)鍵詞:離子液體;
2、電沉積;稀土金屬中圖分類號:TF845文獻標志碼:A文章編號:1007-7545(2018)06-0000-00ResearchStatusofElectrodepositionofRareEarthMetalsinIonicLiquidsMIAORui-ying,ZHANGXiao-wei,LIYa-chong,ZHUQiong,YANGHong-bo,YANGBing-zheng(NationalEngineeringCenterforRareEarthMaterials,GeneralResearchInstituteforNon-Ferrou
3、sMetals,Beijing100088,China,GriremAdvancedMaterialsCo.,Ltd.,Beijing,100088,China;3AsianMetal,Beijing,100022,China)Abstracts:Traditionalpreparationmethodsofrareearthmetalsincludemetallothermicreductionandhightemperaturemoltensaltelectrolysis.Electrodepositionofrareearthmetalsbec
4、omespossiblebasedontheemergenceandrapiddevelopmentofionicliquids.Researchresultsandprogressesinelectrodepositionofrareearthmetalsinionicliquidathomeandabroadinrecentdecadesconcerningtreatmentofspentfuel,recyclingofvaluablemetalsinwastedrareearthproducts,andresearchoffunctionalm
5、aterialsarereviewedandmainresearchdevelopmentanddirectioninthefutureareproposed.Keywords:ionicliquids;electrodeposition;rareearth稀土元素因其獨特的4f亞層結(jié)構(gòu)而具備豐富獨特的磁、光、電性能[1],由于其異常的活潑性,且其氧化還原電位(RE→RE3++3e)很負(由鑭的-2.52V至镥的-2.25V),因此在水溶液體系中稀土離子在電極上無法直接被還原為稀土金屬[2-3],故稀土金屬及合金的電解通常都是在熔鹽體系中進行的[3-
6、5]。稀土熔鹽電解是從19世紀下半葉[6-7]發(fā)展起來的。作為火法冶金的分支,同時作為當今生產(chǎn)稀土金屬最重要的和最主要的生產(chǎn)工藝,存在著能耗偏高、污染物排放大等缺點。也可以選擇有機體系(如N,N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜)電沉積制備稀土金屬[2,8-12],但有機溶劑存在電化學窗口相對較窄、電導率偏低、揮發(fā)性強、易燃等缺點,從而限制了其應用。隨著能源的日益緊張和環(huán)保問題的日益凸顯,如何在獲得高質(zhì)量稀土金屬的同時最大限度地減少對環(huán)境的污染并節(jié)約能源,成為人們關(guān)注的焦點。近二十年來,離子液體的飛速發(fā)展為稀土金屬的高效節(jié)能制備提供了新的思路。離子液體最初的定
7、義是全部由離子組成的離子化合物。隨著離子液體的迅猛發(fā)展以及人們對其了解的深入,離子液體的概念得到了擴展。自2003年ABBOTT等[12]發(fā)現(xiàn)氯化膽堿/尿素體系在摩爾比為1︰2時呈現(xiàn)出與離子液體相似的性質(zhì)以來,深/低共熔溶劑作為一種高效低溫溶劑也加入了離子液體的行列,離子液體的隊伍進一步壯大。至此,離子液體的概念擴展為完全由陰陽離子組成的低溫下呈現(xiàn)液態(tài)的物質(zhì)(包括混合物)。離子液體除了具有低熔點外,還兼具穩(wěn)定性好、溶解能力強、高電導率、不可燃、不揮發(fā)、可定制等高溫熔鹽與有機溶劑無法比擬的優(yōu)越性。本文按照應用領域分類,主要綜述了近年來國內(nèi)外在離子液體中
8、電沉積稀土金屬的研究成果及相關(guān)進展情況。按照應用領域可以分為三大塊,其一是用于乏燃料的處理,其中乏燃料處理方