Study of the Relationship between Titanium Electrodeposition and Coordination State of Titanium Complex Ions in High-Temperature Molten Salts

高温熔盐中钛电沉积与钛络合离子配位态关系的研究

• 批准号: 22K14507
• 负责人: 法川 勇太郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14507/
• 关键词: チタン; 電析; 溶融塩; フッ化物-塩化物; 電気めっき; 錯イオン

本研究では、構成するカチオンおよびアニオンの違いが、溶融塩中のチタン錯イオンの配位状態に与える影響とチタン電析との関係解明を目指している。この目標を達成するため、本研究では単一カチオンからなるフッ化物-塩化物混合溶融塩を使用している。これまでの研究ですでに、KF-KCl-K3TiF6およびLiF-LiCl-Li3TiF6でのチタンの電析およびチタンイオンの電気化学的挙動の解析の結果、どちらの溶融塩でもチタン膜の電析が可能であるものの、チタンの電析電位が大きく異なることが分かっている。そこで、2022年度はまず、新たな溶融塩としてCsF-CsCl-Cs3TiF6を用いてチタンの電析およびチタンイオンの電気化学挙動の解析を行った。定電流電解による電析の結果、粉末状のチタンは得られたものの、膜状のチタンは得られなかった。また、電析電位はKF-KClよりも卑であり、過去の報告を考慮するとLiF-LiCl > KF-KCl > CsF-CsClの順でチタンの電析電位が卑となった。これはカチオンのイオン半径が大きくなるほど電析電位が卑になることを意味しており、カチオンのイオン半径が大きくなるにつれてカチオンとフッ化物イオンとのクーロン相互作用が弱くなり、チタン錯イオンのチタンイオンとフッ化物イオンとのクーロン相互作用が相対的に強くなったことが理由として考えられる。加えて今年度は、フッ化物イオン濃度の影響を調べるために、LiCl-Li3TiF6溶融塩にLiFを加えることで、F/Ti比率を変えた浴でのチタン電析の初期的な検討を行った。またKF-KCl-K3TiF6およびLiF-LiCl-Li3TiF6の溶融状態でのラマン分光分析を行った。2023年度以降は、チタンの電析とラマン分光分析の結果を合わせた検討を行う予定である。

这项研究旨在阐明成分阳离子的差异与阴离子在熔融盐和钛电沉积中的钛复合物离子协调状态之间的关系。为了实现这一目标，本研究使用了单一的阳离子氟化物 - 氯化物混合熔融盐。先前的研究已经表明，钛和钛离子对钛离子的电化学行为的电化学行为与两种熔点盐的电化学行为，尽管钛的电解潜力显着差异。因此，在2022财年，我们首先使用CSF-CSCL-CS3TIF6作为新的熔融盐分析了钛离子的钛电沉积和电化学行为。通过恒定电流电解的电沉积显示，获得了钛粉，但没有以膜的形式获得钛。此外，电解电势低于KF-KCL的电势，考虑到过去的报道，钛的电解潜力在LIF-LICL> KF-KCL> CSF-CSCL的顺序下变得较低。这意味着随着阳离子的离子半径增加，电穿孔电位变得不太可能成为。随着阳离子的离子半径的增加，阳离子与氟离子之间的库仑相互作用变得较弱，并且钛离子与钛复合物离子的氟离子之间的库仑相互作用相对强。此外，今年，为了研究氟离子浓度的影响，我们通过将LIF添加到LICL-LI3TIF6熔点盐中对具有不同的F/Ti比的钛沉积进行了初步研究。另外，在KF-KCL-K3TIF6和LIF-LICL-LI3TIF6的融化状态下进行拉曼光谱。从2023年开始，我们计划对钛沉积和拉曼光谱结果进行联合检查。

项目成果

Electrodeposition of Ti in molten alkali metal fluoride-chloride mixtures: Comparative study of Li, Na, K, and Cs systems

在熔融碱金属氟化物-氯化物混合物中电沉积钛：Li、Na、K 和 Cs 体系的比较研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Yutaro Norikawa;Makoto Unoki;Toshiyuki Nohira
• 通讯作者: Toshiyuki Nohira

Effect of Temperature on Grain Growth during Ti Electrodeposition in LiF-LiCl Eutectic Melt

温度对 LiF-LiCl 共晶熔体电沉积 Ti 晶粒生长的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yutaro Norikawa;Yasuda Kouji;Toshiyuki Nohira
• 通讯作者: Toshiyuki Nohira