
【化】 electrochemistry of fused salts
熔盐电化学是以熔融盐为电解质体系的电化学分支学科,其核心研究高温状态下离子传导、电极反应及材料界面行为。该领域涉及熔盐的物理化学性质与电化学过程的耦合作用,具有以下关键特征:
电解质特性
熔盐在400–1000°C温度范围内呈现高离子电导率(通常为1–10 S/cm)和低电子导电性,其电化学窗口可达3–5 V,例如NaCl-KCl共晶体系在700°C时分解电压为3.2 V。这种特性使其成为金属电解精炼的理想介质,中国知网《熔盐化学前沿综述》指出该技术已成功应用于稀土金属提纯。
反应动力学机制
熔盐体系中电极反应遵循Butler-Volmer方程: $$ i = i_0left[expleft(frac{alpha nFeta}{RT}right) - expleft(-frac{(1-alpha)nFeta}{RT}right)right] $$ 其中α为传递系数,η为过电位。美国化学学会《电化学研究进展》通过原位X射线衍射证实了Al³⁺在氟化物熔盐中的三电子转移过程。
工业应用维度
国际电化学学会2025年技术白皮书强调,同步辐射X射线吸收谱(XAS)与电化学噪声分析的联用技术,已实现亚秒级时间分辨率下的电极/熔盐界面动态观测。
熔盐电化学是研究熔融盐体系中电化学反应及其应用的学科,其核心在于利用高温熔盐作为离子导体,通过电解或电化学方法实现金属提取、材料制备等目标。以下从定义、特性、应用及理论基础等方面分述:
熔盐电化学以熔融盐(如卤化物、硝酸盐等)为电解质,通过电能驱动金属离子还原或氧化反应。熔盐在高温下呈现离子熔体特性,阴阳离子间的静电作用主导其导电行为。例如,电解铝工业是典型应用,利用氧化铝在熔融冰晶石(Na₃AlF₆)中的溶解和电解反应提取金属铝。
熔盐电化学推动了高温电化学冶金技术的发展,但其应用仍受限于熔盐选择、电极材料稳定性及能耗问题。未来或通过新型熔盐体系设计(如低共熔混合物)拓展至更多金属及能源材料领域。
如需更深入的技术细节(如蒸汽压测定方法或迁移数计算),可参考专业文献或数据库。
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