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稀有金属2024年第12期:金属氧化物在ChCl-urea低共熔溶剂中的溶解行为及其热力学

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈晓;徐存英;栗健茹;华一新;张启波;郑敏;

单位:昆明理工大学冶金与能源工程学院;复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室;

摘要:在323~363 K的温度范围内,测定了Zn O,Cu_2O,Cu O等一系列含锌烟尘中常见金属氧化物在氯化胆碱-尿素(Ch Cl-urea)低共熔溶剂中的溶解度,发现Zn O和Cu_2O溶解度较大,分别介于0.1906%~37.2683%和0.0220%~3.1470%之间,远高于Cu O,Ni_2O_3,Co_2O_3和Fe_3O_4的溶解度(0.0045%~0.1803%,0.0070%~0.2574%,0.0034%~0.1174%和0.0007%~0.0045%)。当温度从323 K升高到363 K,Zn O和Cu_2O在Ch Cl-urea中的溶解度迅速增加,分别达到195和146倍,而Cu O,Ni_2O_3,Co_2O_3和Fe_3O_4的溶解度仅分别增加了40,36,34和66倍。通过回归分析,得到了溶解度随温度变化的经验方程。建立了Ch Cl-urea溶剂与固体金属氧化物的两相平衡,并通过相平衡规律,分别计算了不同金属氧化物在Ch Cl-urea低温熔盐中的活度系数、过剩溶解吉布斯自由能、过剩焓以及过剩熵。随着温度的升高,各个金属氧化物在Ch Cl-urea中的活度系数逐渐减小。此外,在Ch Cl-urea低共熔溶剂中Zn O活度系数远小于其他金属氧化物活度系数,表明低共熔溶剂对Zn O的吸引力大于对其他金属氧化物的吸引力。同时,ZnO溶解在ChCl-urea低共熔溶剂的过剩熵也较小,约为79 J?mol~(-1),表明溶解有ZnO的低共熔溶剂溶液体系更接近于规则溶液。

关键词:低共熔溶剂;;氯化胆碱-尿素;;金属氧化物;;溶解度;;热力学

基金资助:国家自然科学基金地区基金项目(51764027,51866003);; 云南省基础研究计划项目(2019FB071)资助