zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-865Research ArticleСтатьиIn situ исследование кинетики химического растворения оксида иттербия в расплаве YbCl3–KCl методом спектроскопии комбинационного рассеяния светаIn situ study of ytterbium oxide chemical dissolution kinetics in YbCl3–KCl melt by raman spectroscopyЗакирьяноваИ. Д.ZakiryanovaI. D.

Екатеринбург

Ekaterinburg

optic96@mail.ruИнститут высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской АН; Уральский федеральный университетInstitute of High-Temperature Electrochemistry, Ural Branch of Russian Academy of Sciences; Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin202122072021884576581Copyright © Закирьянова И.Д., 20212021Закирьянова И.Д.Zakiryanova I.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/865

На примере оксидно-хлоридной системы Yb2O3–YbCl3–KCl предложен и апробирован подход, позволяющий исследовать кинетику растворения оксидов редкоземельных металлов в высокотемпературных расплавленных солевых средах методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Получены доказательства химического механизма растворения оксида иттербия в расплаве YbCl3–KCl и необратимости протекающей химической реакции. Установлено, что концентрация реагента — оксида иттербия — уменьшается во времени по экспоненциальному закону, порядок реакции по Yb2O3 — первый. 

Using the Yb2O3 –YbCl3–KCl oxide-chloride system as an example, an approach has been proposed and tested, which makes it possible to study the kinetics of dissolution of rare-earth metal oxides in hightemperature melted salt media by Raman spectroscopy. Evidence has been obtained for the chemical mechanism of dissolution of ytterbium oxide in the YbCl3–KCl melt and the irreversibility of the ongoing chemical reaction. It was found that the concentration of the reagent, namely, ytterbium oxide, decreases with time according to an exponential law. The reaction order with respect to Yb2O3 is the first. 

спектроскопия комбинационного рассеяния светакинетика растворенияоксид иттербияхлоридные расплавыскорость и порядок реакцииRaman spectroscopydissolution kineticsytterbium oxidechloride meltsreaction ratereaction orderРабота выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-03-00561а). Эксперименты и рентгенофазовый анализ образцов при нормальных условиях проведены на оборудовании ЦКП “Состав вещества” ИВТЭ УрО РАН.ReferencesQ. Y. Zhang, X. Y. Huang. Progr. Mat. Sci., 55 (2010) 353—427, doi: 10.1016/j.pmatsci.2009.10.001Q. Y. Zhang, X. Y. Huang. Progr. Mat. Sci., 55 (2010) 353—427, doi: 10.1016/j.pmatsci.2009.10.001D. Xu, Y. Zhang, D. Zhanga, Sh. Yang. Cryst. Eng. Commun., 17 (2015) 1106—1114, doi: 10.1039/c4ce01970aD. Xu, Y. Zhang, D. Zhanga, Sh. Yang. Cryst. Eng. Commun., 17 (2015) 1106—1114, doi: 10.1039/c4ce01970aC. K. Gupta, N. Krishnamurthy. Extractive Metallurgy of Rare Earths, CRC Press (2005) 31—32C. K. Gupta, N. Krishnamurthy. Extractive Metallurgy of Rare Earths, CRC Press (2005) 31—32G. E. Kodina, V. N. Kulakov, I. N. Sheino. Saratov J. Med. Sci. Res., 10 (2014) 849—858G. E. Kodina, V. N. Kulakov, I. N. Sheino. Saratov J. Med. Sci. Res., 10 (2014) 849—858X. Guan, U. B. Pal, Y. Jiang, Sh. Su, J. Sustain. Metall., 2 (2016) 152—166, doi: 10.1007/s40831-016-0044-xX. Guan, U. B. Pal, Y. Jiang, Sh. Su, J. Sustain. Metall., 2 (2016) 152—166, doi: 10.1007/s40831-016-0044-xY. Yongde, L.I. Xing, Z. Milin, T. Hao, H. Wei, X. Yuna, Z. Zhijian. Energy Proc., 39 (2013) 408—414, https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.07.230Y. Yongde, L.I. Xing, Z. Milin, T. Hao, H. Wei, X. Yuna, Z. Zhijian. Energy Proc., 39 (2013) 408—414, https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.07.230E. V. Nikolaeva, I. D. Zakiryanova, A. L. Bovet, I. V. Korzun. J. Electrochem. Soc., 168 (2021) 016502, https://doi.org/10.1149/1945-7111/abd64aE. V. Nikolaeva, I. D. Zakiryanova, A. L. Bovet, I. V. Korzun. J. Electrochem. Soc., 168 (2021) 016502, https://doi.org/10.1149/1945-7111/abd64aI. D. Zakir’yanova, E. V. Nikolaeva, I. V. Korzun. Mat. Sci. Forum, 989 (2020) 91—96, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.91I. D. Zakir’yanova, E. V. Nikolaeva, I. V. Korzun. Mat. Sci. Forum, 989 (2020) 91—96, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.91I. V. Korzun, E. V. Nikolaeva, I. D Zakir’yanova. J. Therm. Anal. Calorim. (2020), https://doi.org/10.1007/s10973-020-09558-2I. V. Korzun, E. V. Nikolaeva, I. D Zakir’yanova. J. Therm. Anal. Calorim. (2020), https://doi.org/10.1007/s10973-020-09558-2X. Guo, J. Sietsma, Y. Yang. In: Rare Earths Industry: Technological, Economic, and Environmental Implications, Elsevier (2015) 223—234X. Guo, J. Sietsma, Y. Yang. In: Rare Earths Industry: Technological, Economic, and Environmental Implications, Elsevier (2015) 223—234И. Д. Закирьянова, П. А. Архипов, Д. О. Закирьянов. Журн. прикл. спектр., 82, № 6 (2015) 826—831 doi: 10.1007/s10812-016-0205-5I. D. Zakir’yanova, P. A. Arkhipov, D. O. Zakir’yanov. J. Appl. Spectr., 82 (2016) 301—304, doi: 10.1007/s10812-016-0205-5И. Д. Закирьянова. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 305—308I. D. Zakir’yanova. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 301—304P. A. Arkhipov, I. D. Zakir’yanova, A. S. Kholkina, I. V. Korzun, A. O. Khudorozhkova. J. Electrochem. Soc., 164 (2017) 5322—5326, doi: 10.1149/2.0461708jesP. A. Arkhipov, I. D. Zakir’yanova, A. S. Kholkina, I. V. Korzun, A. O. Khudorozhkova. J. Electrochem. Soc., 164 (2017) 5322—5326, doi: 10.1149/2.0461708jesS. Park, J. Yun. J. Rare Earths, 38 (2020) 793—800, https://doi.org/10.1016/j.jre.2019.06.008S. Park, J. Yun. J. Rare Earths, 38 (2020) 793—800, https://doi.org/10.1016/j.jre.2019.06.008E. Stefanidaki, G. M. Photiadis, C. G. Kontoyannis, A. F. Vik, T. Østvold. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 11 (2002) 2302—2307, https://doi.org/10.1039/B111563BE. Stefanidaki, G. M. Photiadis, C. G. Kontoyannis, A. F. Vik, T. Østvold. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 11 (2002) 2302—2307, https://doi.org/10.1039/B111563BГ. E. Ревзин. В сб.: Методы получения химических реактивов и препаратов, Москва, ИРЕА (1967) 124—129Г. E. Ревзин. В сб.: Методы получения химических реактивов и препаратов, Москва, ИРЕА (1967) 124—129J. Sebastian, H. J. Seifert. Termochim. Acta, 318 (1998) 29—37, doi: 10.1016/S0040-6031(98)00326-8J. Sebastian, H. J. Seifert. Termochim. Acta, 318 (1998) 29—37, doi: 10.1016/S0040-6031(98)00326-8Y. U. Jinqiu, C. I. Lei, H. E. Huaqiang, Y. A. N. Shihong, H. U. Yunsheng, W. U. Hao. J. Rare Earths, 32 (2014) 1—4Y. U. Jinqiu, C. I. Lei, H. E. Huaqiang, Y. A. N. Shihong, H. U. Yunsheng, W. U. Hao. J. Rare Earths, 32 (2014) 1—4Y. Iwadate. In: Molten Salts Chemistry. From Lab to Applications, Elsevier (2013) 17—31, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-398538-5.00002-0Y. Iwadate. In: Molten Salts Chemistry. From Lab to Applications, Elsevier (2013) 17—31, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-398538-5.00002-0I. D. Zakiryanova, D. O. Zakiryanov. J. Mol. Liquids, 318 (2020) 114054, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114054I. D. Zakiryanova, D. O. Zakiryanov. J. Mol. Liquids, 318 (2020) 114054, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114054X. Zhu, Sh. Sun, C. Liu, G. Tu. J. Rare Earths, 36 (2018) 765—771, https://doi.org/10.1016/j.jre.2018.03.004X. Zhu, Sh. Sun, C. Liu, G. Tu. J. Rare Earths, 36 (2018) 765—771, https://doi.org/10.1016/j.jre.2018.03.004X. Guo, Z. Sun, J. Sietsma, B. Blanpain, M. Guo, Y. Yang. Ind. Eng. Chem. Res., 57 (2018) 1380—1388, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b04125X. Guo, Z. Sun, J. Sietsma, B. Blanpain, M. Guo, Y. Yang. Ind. Eng. Chem. Res., 57 (2018) 1380—1388, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b04125И. Брандмюллер, Г. Мозер. Введение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, Москва, Мир (1964) 465—486И. Брандмюллер, Г. Мозер. Введение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, Москва, Мир (1964) 465—486

The authors declare that there are no conflicts of interest present.