MF-Zr F4(M =Li,Na,K)体系离子结构的Raman光谱研究
2021-12-10于江玉胡宪伟刘成员康铱潇张一帆石忠宁王兆文
于江玉,胡宪伟,刘成员,康铱潇,张一帆,石忠宁,王兆文
(东北大学1.多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室;2.冶金学院,沈阳 110819)
氟化物熔盐具有低蒸气压、高热容、宽液态工作范围和卓越的化学稳定性等出色的热化学性能,常被用作熔盐堆冷却剂和燃料盐的载体[1-2].熔盐堆中的熔盐承担着为反应堆循环供给燃料和传递核裂变能(热能)等基本任务,其物理化学性质对于熔盐堆反应是否正常运行起到极其关键和重要的影响[3-4].熔盐的物理化学性质是由内部微观结构决定的,因此熔盐微观物质结构的研究有助于分析熔盐的物理化学性质,了解及掌握熔盐结构和性能之间的构效关系可为熔盐堆设计提供必要的理论依据[5-6].
碱金属氟化物-氟化锆体系是核反应领域中最具潜力的冷却剂和燃料盐的载体之一.Raman光谱法是研究熔盐结构的重要方法,通过Raman光谱图中信息可以推知物质微观结构等重要信息.自20世纪70年代以来,已有大量的文献报道了对碱金属氟化物-氟化锆熔盐的Raman光谱研究.Toth等[7]测量了650℃时的LiF-NaF-ZrF4熔融混合物和几种MxZryF4y+x多晶化合物的Raman光谱.结果表明:Zr(Ⅳ)在LiF-NaF-ZrF4熔体中形成八面体配位,熔体中存在未桥接的ZrF2-6;通过改变ZrF4的摩尔分数,能够引起游离氟离子浓度的变化;同时确定了八配位、七配位和五 配 位 锆 的 存 在.Dracopoulos等[8]通 过 对1 000℃时ZrF4-KF体系的Raman光谱研究,发现熔盐中主要是正八面体ZrF2-6结构.Pauvert等[9]研究了ZrF4摩尔分数为50%的熔融ZrF4-LiF体系的结构,发现熔体中存在ZrF2-6,ZrF3-7以……
