《冰晶石-氧化鋁熔鹽體系微結構的高溫原位拉曼光譜研究》是依託上海大學，由尤靜林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：冰晶石-氧化鋁熔鹽體系微結構的高溫原位拉曼光譜研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：尤靜林
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
採用最說坑蘭新自主開發的時間和空間分辨耦合的高溫拉曼光譜原位技術，同時引入進一步提高檢測靈敏度和準確度的紫外脈衝雷射光源，進一步研製適合高揮發熔鹽樣品的新型顯微熱台和樣品池，對冰晶石-氧化鋁熔鹽體系及其相關的基本熔鹽子系進行高溫原位拉曼光譜測量。創建、改進和完善穩定可靠的實驗測量方法，通過改變熔鹽化學成分和體系溫度等參數，觀察和記錄熔鹽的高鑽遷歸慨溫拉曼光譜，並和相關的微她熔鹽低溫晶體和玻璃進行對照分析。根據分析特徵光譜峰的消長、頻移和峰強變化等，以其它實驗方法作為參考，並結合密度泛函和量子化學從頭計算等方法，解剖該熔鹽酷旋記體系的微結構基元種類，獲取諸如鋁的配位數，鋁氟陰離子、鋁氧氟陰離子和氧橋的存在形態及其隨化學組成和溫度變化的演化規律，促進建立溝通微觀結構和巨觀性能的結構-性能模型,為現代鋁工業的電解工藝及其相關生產實踐提供理論依據。
結題摘要
採用最新自主開發的時間和空間分辨耦合的高溫拉曼光譜原位技術，同時引入進定協蜜一步提高檢測靈敏度和準確度的紫外脈衝雷射光源，研製了適合高揮發熔鹽樣品的新型顯微熱台和樣品池，開發、改進和完善了相關熔鹽高溫原位測量技術，開展了對冰晶石-氧化鋁熔鹽體系及其相關的基本熔鹽子系，主要包括Na3AlF6, NaF-AlF3和Na3AlF6-Al2O3二元系以及其它相關熔體進行高溫及變溫原位拉曼光譜測量和微結構研究。根據分析特徵光譜峰簽屑符射的消長、頻移和峰強變化等，以其它結構研究方法作為參考，並結合密度泛函和量子化學從頭計算等方法，解剖該熔鹽體系的微結構基元種類，設計和構建了可能的微結構團簇實施結構最佳化和譜學模擬，從而獲取了諸如鋁的配位數，鋁氟陰離子、鋁氟氧陰離子和氧橋的存在形態及其隨化學組成和溫度變化的演化規律。研究結果表明，冰晶石熔體除了表現六配位主要結構外還共存有四配位Q2結構；對於NaF-AlF3二元系，隨著鋁配位數的增加，非橋氟對稱伸縮振動的鍵長逐漸增大，且其振動波數隨著鍵長的變短具有高頻藍移的趨勢。非橋氟對稱伸縮振動波諒夜背數與團簇結構類型鋁的配位數呈現正相關性。到達熔體時，當分子比，即NaF/AlF3小於等於1時，鋁主要以四配位結構存在，分子比大於等於1.5時，熔體主要以六配位結構存在，且隨著分子比減小，熔體結構從六配位逐漸變化到更多種類的四配位；對於Na3AlF6-Al2O3二元系，其它助熔劑的添加有利於氧化鋁動力學溶解，且氧化鋁有向熔體表面集聚的現象，而氧則主要以氧橋的形態存在。相關研究可以促進建立溝通微觀結構和巨觀性能的結構-性能模型,為現代鋁工業的電解工藝及其相關生產實踐提供理論依據。
