FFC法中溫度對(duì)TiO2陰極的影響研究.pdf

1、金屬鈦是一種性能優(yōu)越的結(jié)構(gòu)和功能材料。目前制備鈦的Kroll法存在工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不能連續(xù)化生產(chǎn)等問(wèn)題。自2000年以來(lái)，國(guó)際上掀起了TiO2電化學(xué)還原制備海綿鈦的研究熱潮，其中直接電解TiO2制取鈦的FFC工藝被大家認(rèn)為最具發(fā)展前景。
　　本論文工作以FFC工藝為基礎(chǔ)，考察燒結(jié)溫度對(duì)TiO2陰極物相組成、微觀結(jié)構(gòu)、氧空位及電解產(chǎn)物的影響；考察電解溫度對(duì)電流變化、電解產(chǎn)物的影響，確定了適宜的燒結(jié)溫度、電解溫度；研究了熔鹽電解

2、體系中TiO2陰極的導(dǎo)電性，主要研究工作及內(nèi)容概況如下：
　　通過(guò)對(duì)TiO2燒結(jié)及其電解實(shí)驗(yàn)，研究了燒結(jié)溫度對(duì)TiO2陰極的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)、氧空位及電解產(chǎn)物的影響。在600～1000℃，隨著燒結(jié)溫度的升高，燒結(jié)樣品的顆粒尺寸及致密度逐漸增大，開(kāi)氣孔逐漸減少，孔隙、比表面積、平均孔徑、孔容及有效反應(yīng)面積逐漸減小。在相同電解條件下，陰極的導(dǎo)電性和有效反應(yīng)面積影響電解產(chǎn)物鈦含量，隨著燒結(jié)溫度的升高，電解產(chǎn)物含鈦量逐漸增加，含氧量逐漸

3、減少；在相同的燒結(jié)溫度下，隨著電解溫度的升高，有利于鈦的生成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究，得到了熔鹽電解二氧化鈦制備鈦的主要試驗(yàn)參數(shù)，確定適宜的燒結(jié)溫度900℃。這一研究為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　在電解過(guò)程中電流都隨時(shí)間的增加而減小；電解溫度的升高有利于鈦的生成，但經(jīng)在900℃、950℃溫度下電解，電解產(chǎn)物的鈦含量增加不明顯。因此，實(shí)驗(yàn)確定電解溫度為900℃。
　　在對(duì)燒結(jié)TiO2的XRD、XPS及電導(dǎo)率測(cè)定基礎(chǔ)上，研究分析了熔鹽電解