有机溶剂中稀土%5bSm(Ⅲ)、Tm(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)%5d离子电化学性质及合金膜制备的研究

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1、分类号密级公开UDC学号20120913008青海师范大学硕士学位论文有机溶剂中稀土[Sm(III)、Tm(III)、Ce(III)]离子电化学性质及合金膜制备的研究研究生姓名陆军导师姓名（职称）王建朝，教授申请学位类别硕士学科专业名称无机化学研究方向名称稀土合金功能材料化学论文提交日期2015年3月论文答辩日期2015年5月学位授予单位青海师范大学学位授予日期2015年7月答辩委员会主席张兴儒评阅人王增林，丁克强青海师范大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得青海师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：青海师范大学学位论文使用授权声明青海师范大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借

3、阅,可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权由青海师范大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：有机溶剂中稀土[Sm(III)、Tm(III)、Ce(III)]离子电化学性质及合金膜制备的研究中文摘要稀土元素由于其具有独特优异的性能和广泛的用途，因而引起了世界各国科学界、技术界的普遍关注，被人们称为21世纪的战略元素，当前稀土合金和稀土化合物已经成为了现代尖端科学技术不可或缺的特殊材料。在非水体系有机溶剂中研究电化学性质已经占据非常重要的地位，尤其是电沉积制备活泼稀土金属和稀土合金

4、膜。深入研究非水体系有机溶剂中稀土元素电化学性质和电沉积合成稀土合金膜，不但具有学术上的研究价值，又具有广阔的实用前景，有助于人们进一步对非水体系有机溶剂中电化学沉积稀土合金膜的深刻了解和认识，推动了非水体系有机溶剂中电化学沉积稀土合金膜这种方法的发展和实用化。本论文是在非水体系有机溶剂中分别研究了稀土离子Sm(III)、Tm(III)和Ce(III)以及铁系离子Ni(II)的电化学性质，通过恒电位电沉积法制备稀土—铁系合金膜Sm-Ni-Co和Ce-Ni-B，并对合金膜进行表征观察和分析。实验中所选用的有机溶剂为

5、低毒性的二甲基甲酰胺，以及试着选用无毒无污染的有机溶剂无水乙醇来研究稀土离子电化学性质及合金膜。1.运用LK2005型电化学工作站，在室温293K下，通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法、计时电量法、塔菲尔曲线法来研究非水体系有机溶剂中稀土Sm(III)、Tm(III)、Ce(III)离子和铁系Ni(II)离子的电化学性质。研究表明，在二甲基甲酰胺中，Sm(III)在Pt电极上的还原是不可逆的反应，测得传递系数=0.0289，扩散系数D-5cm2/s以及交0=1.2875×10换电流密度为i-62g=1.596

6、1×10A/cm；研究二甲基甲酰胺中Tm(III)在Cu电极上的还原是不可逆的过程，由循环伏安法、单电位阶跃计时电流法、计时电量法所计算得的扩散系数D0相近，分别为2.2439×10-5cm2/s、2.1954×10-5cm2/s和2.1110×10-5cm2/s，传递系数=0.02836以及测得的交换电流密度为i-62g=1.3526×10A/cm；通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法来研究无水乙醇中Ce(III)在Pt电极上所得的扩散系数D0相近，分别为2.1169×10-6cm2/s、2.2517×10-

7、6cm2/s，测得传递系数=0.04584，交换电流密度为ig=9.5911×10-6A/cm2，通过循环伏安法、单电位阶跃计时电流法研究无水乙醇中Ni(II)在Pt电极上所得的扩散系数D-52-520也是相近的，分别为D0=2.0533×10cm/s、1.9702×10cm/s，传递系数=0.09188，交换电流密度为i-5A/cm2g=6.3535×10，同样无水乙醇中Ce(III)、Ni(II)在Pt电极上的还原也是不可逆的过程。2.利用计时电量法分别研究稀土Sm(III)、Tm(III)、Ce(III

8、)离子和铁系Ni(II)离子成核机理，研究表明，在非水体系二甲基甲酰胺中，Sm(III)在Pt电极上和Tm(III)在Cu电极上I是按三维模式扩散控制下连续成核的。在无水乙醇中，Ce(III)在Pt电极上是按三维模式扩散控制下连续成核的，而Ni(II)在Pt电极上是按三维模式扩散控制下瞬时成核的。3.采用恒电位电沉积法制备稀土—铁系合金膜Sm-Ni-Co和Ce-Ni-B，