Кинетика растворения оксида гадолиния в хлоридном расплаве GdCl₃-KCl по данным спектроскопии комбинационного рассеяния света

С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света in situ установлен химический механизм растворения оксида гадолиния в расплаве GdCl₃-KCl. Изменение нормированных интенсивностей колебательных полос использовано для определения кинетических параметров протекающей химической реакции. Установлено, что концентрация реагента — оксида гадолиния — уменьшается во времени по экспоненциальному закону, порядок реакции по Gd₂O₃ — первый. Показано, что введение в расплав оксида гадолиния в количестве, превышающем его растворимость, приводит к образованию твердой фазы оксихлорида гадолиния GdOCl.

1. C. K. Gupta, N. Krishnamurthy. Extractive Metallurgy of Rare Earths, CRC PRESS (2005) 31—32

2. D. Bernard, A. Santamarina. Annals of Nuclear Energy, 87 (2016) 21—33, doi: 10.1016/j.anucene.2015.02.034

3. R. Klersy, A. Schürenkämper, O. Simoni, K. H. Schnader. Irradiation Behaviour of UO2 Fuel Rods Contaning Gadolinium Oxide as Consumable Poison. Commission of the European Communities, Joint Nuclear Research Centre – Ispra Establishment (1972) 7—8

4. D. Campolina, E. F. Faria, A. A. С. Santos, V. V. A. Silva, M. P. V. Franco, M. S. Dias, J. R. L. Mattos. Ann. Nucl. Energy, 118 (2018) 375—380, https://www.researchgate.net/publication/326744375

5. R. R. Zairov, N. А. Shamsutdinova, А. Т. Gubaidullin, А. R. Mustafina, А. N. Fattakhova, А. V. Pyataev, А. F. Abdullin, А. V. Gerasimov. Russ. Chem. Bull., 65 (2016) 1325—1331, doi: 10.1007/s11172-016-1456-2

6. A. H. Daane. Metallothermic Preparation of Rare Earth Metals, Willey (1961) 102

7. N. Ji, T. Zhu, H. Peng, F. Jiang, W. Huang, Y. Gong. J. Electrochem. Soc., 168 (2021) 082512, doi: 10.1149/1945-7111/ac1f59

8. K. Liu, Y. L. Liu, L. Y. Yuan, X. L. Zhao, Z. F. Chai, W. Q. Shi. Electrochim. Acta, 109 (2013) 732—740, doi: 10.1016/j.electacta.2013.07.084

9. I. D. Zakir’yanova, E. V. Nikolaeva, I. V. Korzun. Mat. Sci. Forum, 989 (2020) 91—96, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.989.91

10. I. V. Korzun, E. V. Nikolaeva, I. D Zakir’yanova. J. Therm. Anal. Calorim., 144 (2020) 1343—1349, doi: 10.1007/s10973-020-09558-2

11. E. Stefanidaki, G. M. Photiadis, C. G. Kontoyannis, A. F. Vik, T. Østvold. J. Chem. Soc., Dalton Trans. (2002) 2302—2307, doi: 10.1039/B111563B

12. H. Mediaas, G. Photiadis, G. Papatheodorou, J. Vindstad, T. Østvold. Acta Chem. Scaninavica, 51 (1997) 8—12, doi: 10.3891/acta.chem.scand.51-0008

13. D. O. Zakiryanov, I. D. Zakiryanova, N. K. Tkachev. J. Mol. Liquids, 301 (2020) 112396, doi: 10.1016/j.molliq.2019.112396

14. I. D. Zakiryanova, D. O. Zakiryanov. J. Mol. Liquids, 318 (2020) 114054, doi: 10.1016/j.molliq.2020.114054

15. V. A. Volkovich, A. A. Ryzhov, A. B. Ivanov, A. V. Shchetinskiy, D. S. Maltsev. J. Electrochem. Soc., 168 (2021) 046513, doi: 10.1149/1945-7111/abf5a5

16. И. Д. Закирьянова. Журн. прикл. спектр., 88, № 4 (2021) 557—563 [I. D. Zakir’yanova. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 755—760], doi: 10.1007/s10812-021-01236-x

17. Г. E. Ревзин. В сб.: Методы получения химических реактивов и препаратов, Москва, ИРЕА (1967) 124—129

18. I. V. Korzun, I. D. Zakir’yanova, E. V. Nikolaeva. Russ. Metallurgy (Metally), 8 (2018) 722—727, doi: 10.1134/S0036029518080104

19. H. J. Seifert. J. Therm. Anal. Calorim., 82 (2005) 575—580, doi: 10.1007/s10973-005-6946-7

20. I. Barin. Thermochemical Data of Pure Substances, VCH Verlags Gesellschaf (1989), doi: 10.1002/ange.19901020738

21. H. J. Seifert, J. Sandrock, G. Z. Thiel. Аnorg. Allg. Chem., 598-599 (1991) 310—306, doi: 10.1002/zaac.19915980128

22. Y. U. Jinqiu, C. I. Lei , H. E. Huaqiang, Y. A. N. Shihong, H. U. Yunsheng, W. U. Hao. J. Rare Earths, 32 (2014) 1—4, doi: 10.1016/S1002-0721(14)60025-9

23. А. Chrissanthopoulos, G. N. Papatheodorou. Phys. Chem. Chem. Phys., 2 (2000) 3709—3714, doi: 10.1039/B004227G

24. A. Matsuoka, K. Fukushima, K. Igarashi, Y. Iwadate, J. Mochinaga. J. Chem. Soc. Jpn., 5 (1993) 471—474, doi: 10.1246/nikkashi.1993.471

25. E. B. Nikolaeva, I. D. Zakir’yanova, A. L. Bovet, T. V. Sosnovtseva. Russ. Metallurgy (Metally), 8 (2020) 817—820, doi: 10.1134/S003602952008011X

26. Y. Hase, P. O. Dunstan, M. L. A. Temperini. Spectrochim. Acta A, 37 (1981) 597—599, doi: 10.1016/0584-8539(81)80055-4

27. L. J. Basile, J. R. Ferraro, D. Gronert. J. Inorg. Nucl. Chem., 33 (1971) 1047—1053, doi: 10.1016/0022-1902(71)80173-2

28. И. Брандмюллер, Г. Мозер. Введение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, Москва, Мир (1964) 465—486

29. E. V. Nikolaeva, I. D. Zakiryanova, A. L. Bovet, I. V. Korzun. J. Electrochem. Soc., 168 (2021) 016502, doi: 10.1149/1945-7111/abd64a

30. Y. J. Cho, H. C. Yang, H. C. Eun, E. H. Kim, I. T. Kim. J. Nucl. Sci. Techn., 43 (2006) 1280—1286, doi: 10.1080/18811248.2006.9711221