新型室温熔盐电化学提取稀土金属Sm及其过程机制

针对传统室温熔盐价格昂贵、粘度大、电化学稳定性差等缺点,将LiNO3引入高沸点有机溶剂1,3-二甲基-2-咪唑啉(DMI)中制备了一种新型阳离子溶剂化型室温熔盐([Li(DMI)n]+[NO3]-)体系,具有电化学稳定性高、价格低廉等优点.研究了以上游廉价SmCl3为原料从该新型溶剂化介质电沉积稀土金属钐(Sm)过程的若干物理化学问题.7Li核磁共振(NMR)技术证实Li+是以溶剂化阳离子([Li(DMI)n]+)形式存在,二元DMI-LiNO3体系可视作溶剂化介质.采用循环伏安(Cv)技术研究了电沉积金属钐过程的电极反应机制,金属Sm的沉积是两步得电子还原过程;通过恒电位法制备了稀土金属Sm并通过扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和X射线光电子能谱(XPS)技术对沉积镀层进行了形貌和元素分析.提出一种溶剂冶金新技术路线,可为低碳、低成本常温电化学提取大块稀土金属及其中间合金提供科学依据和应用基础.