在熔融LiCl-KCl中K电化学行为及其电沉积的影响.pdfVIP

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在熔融LiCl-KCl中KF对RE(REPr、La、Gd)电化学行为及电沉积的影响

摘要

为了确保核能的可持续发展和核燃料的高效循环利用，乏燃料的后处理受到了广泛

的关注，其中电解精炼技术被认为是最有前途的乏燃料后处理技术之一。在乏燃料电解

精炼提取分离铀和稀土元素时，由于枝晶的生成导致铀元素的提取效率降低，甚至导致

内部短路，引发安全问题。添加剂是缓解枝晶形成的有效策略之一。为了实现铀和稀土

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RE(PrLaGd)KFPr

元素的高效分离，本工作以、、为研究对象，探讨添加剂的添加对、

La3+Gd3+PrLaGd

、的电化学行为及电沉积、、形貌的影响。研究内容如下：

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采用多种电化学方法对比研究不同含量的KF加入前后对Pr的电化学还原过程、

电极反应动力学性质、成核方式及电沉积形貌的影响。循环伏安、方波伏安以及反向计

Pr3+Pr

时电位等结果表明在惰性钨电极上的还原是一步三电子还原为金属的准可逆过

3+-3+

程：Pr+3e→Pr；加入KF后，Pr的还原过程未发生改变，但还原峰电流和峰电位分

PrKFPr

别减小和负移；通过计时电流法探究的成核方式，发现是否添加，的成核方式

(LP)Pr3+

均为连续成核；通过测定不同温度的循环伏安曲线和线性极化曲线，计算的扩

3+-

散活化能和Pr/Pr电极反应动力学性质(交换电流密度、活化能等)，随着CF的增大，

XRDSEM-EDSPr

两种活化能均增大；恒电位电解产物经和分析确定的生成，发现随

C-Pr

着的增大，的形貌由孔隙较大的针状转逐渐变为较紧密的颗粒状。

F

3+

对比研究了不同浓度KF加入前后对La的电化学行为、传质过程、成核方式、动

La3+La

力学数据及其沉积形貌的影响。结果表明，的还原是一步三电子转移生成的准可

3+-3+

La+3eLaKFLa

逆过程：→，的加入使还原峰电位负移，还原电流减小；通过计时电

流法发现La的成核方式为连续成核，且KF未改变La的成核方式；采用循环伏安法测

La3+La3+C-LP

定在熔盐中的传质过程，发现的扩散速率随增大而减小；采用法测定