氧化物在熔盐中的溶解度及熔盐电解法制备碳化物衍生碳

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本文首先在873-1173K温度范围内分别制备了MgO、A12O3和Fe203的饱和CaCl2和CaCl2-NaCl熔盐,并用酸碱滴定法研究上述氧化物在熔盐CaCl2和CaCl2-NaCl中的溶解度,获得上述氧化物在熔盐中的溶解度与温度的变化规律。在所测定的温度范围内,随着温度的升高,溶解度是增加的,并且溶解度和温度之间存在良好的线性关系,为氧化物的熔盐电解过程提供了基础数据。本论文初步探索了熔盐电解法制备碳化物衍生碳(CDC)过程,围绕对制备过程有重要影响的参数,如成型压力、烧结温度、电解温度、电解电压等因素进行了研究。通过对实验条件进行优化,得出20MPa下成型的TiC阳极片在950℃下烧结4小时后的电化学性能最佳,实验以等摩尔KCl-NaCl熔盐作为电解体系,电解温度为800℃,电解电压为1.5V。根据此条件以碳化钛为原料制备出CDC,并对产物CDC进行XRD、SEM、 EDS和TG-DSC分析,确定了产物的成分为CDC,说明采用熔盐电解法制备CDC是可行的。研究了制备的CDC对甲基橙染料的吸附过程。结果表明:100mmin内CDC对不同浓度甲基橙的吸附均能达到平衡;甲基橙染料的起始浓度越大,产生的驱动力也越大,饱和吸附容量就越大,去除率反而降低;CDC对甲基橙的吸附量随温度的升高而降低,说明此吸附过程是放热的。同时对其吸附热力学和动力学进行了讨论,发现Langmuir吸附等温式比Freundich吸附等温式更能描述本实验的热力学过程,并计算得到热力学参数,显示出吸附过程为自发进行的。在吸附动力学研究中,二级动力学方程比一级动力学方程拟合的更好。
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