Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

получения металлического титана и соединений на его основе, одним из которых является электролиз расплавов [1-7]. Однако сложность поведения титансодержащих расплавов обуславливает необходимость тщательного изучения свойств титана в расплавленных электролитах различного состава [2-7]. Исследования электрохимического поведения титана в хлоридно-фторидных расплавах [4-7] показали, что процесс электровосстановления комплексов Ti(IV) до металла протекает в две последовательные стадии: перезаряд Ті(ГѴ) до Ті(ПГ) с образованием растворимого продукта и дальнейшее восстановление Ti(III) до Ti. В настоящей работе изучалось электрохимическое поведение титана в расплавах (КаСІ-КСІ)экв-КаР(ІО мас. %)-K 2 TiF 6 , KCl-KF(10 мас. %)-К 2 № и CsCl-CsF(10 мас. %)-К 2 № и влияние добавок катионов щелочноземельных металлов (Mg2+, Ca2+, Sr2+и Ва2+) на кинетику переноса заряда в указанных расплавах. Результаты Исследования проводились методом циклической вольтамперометрии с помощью динамической электрохимической лаборатории VoltaLab 40 с программным обеспечением VoltaMaster 4. Скорость развертки потенциала (v) варьировалась от 0,1 до 2,0 В-с-1. В качестве рабочего электрода и квазиэлектрода сравнения использовались стержни из стеклоуглерода (СУ-2000) диаметром 2,0 мм. Контейнером для расплава служил тигель из стеклоуглерода марки СУ -2000, который одновременно являлся вспомогательным электродом. Температура изменялась в диапазоне 973-1173 К. Соли готовились по следующей методике: хлориды щелочных металлов перекристаллизовывали, смешивали в необходимом соотношении и помещали в кварцевую реторту, которую вакуумировали при постепенном ступенчатом нагревании, после чего заполняли аргоном и расплавляли электролит. Фториды щелочных металлов очищались двойной направленной кристаллизацией из расплава. Гексафторотитанат калия получали с помощью перекристаллизации из растворов плавиковой кислоты исходного продукта марки «ч». Соли магния, бария, кальция и стронция сушили в вакуумном шкафу при температуре 423 К в течение 24 ч. Хлорид стронция дополнительно нагревали до температуры 823 K в вакууме с последующим медленным охлаждением. Типичные вольтамперные кривые для редокс-пары Ti(IV)/Ti(III), полученные на стеклоуглеродном электроде в расплаве CsCl-CsF(10 мас. %)-K 2 TiF 6 -BaF 2 , представлены на рис. 1. 40 30 20 10 I 0 -10 -20 -30 -40 -600 -400 -200 0 200 400 600 Е, мВ Рис. 1. Циклические вольтамперограммы расплава CsCl-CsF(10 мас. %)-K 2 TiF 6 -BaF 2 (ССКЛФб) = 1,72-10-4моль-см-3), Т = 1023 К. Скорости поляризации (В-с-1): 0,5; 0,75 (внутренняя кривая); 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2.0 (наружная) Стандартные константы скорости переноса заряда были рассчитаны по методу Николсона [8], справедливому для квазиобратимых процессов. Для определения диапазона скоростей поляризации, при которых процесс Ti(IV) + e- ^ Ti(III) (1) является квазиобратимым, были изучены зависимости тока и потенциала катодного пика от скорости поляризации (рис. 2). Согласно диагностическим критериям вольтамперометрии [9], отклонение экспериментальных точек от прямой на рис. 2, а указывает на квазиобратимость процесса (1), что подтверждается и криволинейной зависимостью потенциала пика от логарифма скорости поляризации (рис. 2, б). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 61-66. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 61-66. © Ветрова Д. А., Кузнецов С. А., 2023 62