Высокотемпературное исследование in situ взаимодействия оксида лантана с фторидным расплавом FLiNaK методом спектроскопии комбинационного рассеяния света

С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света in situ установлен химический механизм взаимодействия оксида лантана с расплавленной фторидной смесью FLiNaK, перспективной для использования в жидкосолевых ядерных реакторах. Высокотемпературные спектральные исследования, дополненные результатами рентгенофазового анализа и термодинамического моделирования, доказали протекание необратимой гетерогенной реакции La₂O_3тв + 2LiF_р-р → 2LaOF_тв + Li2O_р-р. Показано, что продукт реакции (оксифторид лантана LaOF) образует гексагональную (R3m) и тетрагональную (P4/nmm) кристаллические модификации. Получены данные о термическом поведении колебательных мод оксида лантана La₂O₃ в диапазоне 20—600 ºС и его взаимодействии с парáми воды атмосферы воздуха.

1. M. Rosenthal, P. Kasten, R. Briggs. Nucl. Appl. Technol., 8 (1970) 107—117, https://doi.org/10.13182/nt70-a28619

2. Jérôme Serp, Michel Allibert, Ondřej Beneš, Sylvie Delpech, Olga Feynberg, Véronique Ghetta, Daniel Heuer, David Holcomb, Victor Ignatiev, Jan Leen Kloosterman, Lelio Luzzi, Elsa MerleLucotte, Jan Uhlíř, Ritsuo Yoshioka, Dai Zhimin. Prog. Nucl. Energy, 77 (2014) 308—319, https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2014.02.014

3. V. V. Ignatiev, M. V. Kormilitsyn, L. A. Kormilitsyna, Yu. M. Semchenkov, Yu. S. Fedorov, O. S. Feinberg, O. V. Kryukov, A. V. Khaperskaya. Sov. At. Energy, 125 (2019) 279—283, https://doi.org/10.1007/s10512-019-00481-w

4. B. Laurenty. The LM-LS Experiment: Investigating Corrosion Control in Liquid Fluoride Salts by Liquid Alkali Metal, Report UCBTH-06-002, University California, Berkeley, http://fhr.nuc.berkeley.edu/wpcontent/uploads/2014/10/06-002_B.Laurenty-MS-report.pdf

5. J. Uhlíř. In: Book Molten Salt Reactors and Thorium Energy, Ed. T. Dolan, Woodhead Publishing, Cambridge, UK (2017) 209—230, https://doi.org/10.1016/b978-0-08-101126-3.00008-7

6. Eduard Karfidov, Evgueniya Nikitina, Maxim Erzhenkov, Konstantin Seliverstov, Pavel Chernenky, Albert Mullabaev, Vladimir Tsvetov, Peter Mushnikov, Kirill Karimov, Natalia Molchanova, Alexandra Kuznetsova. Materials, 15 (2022) 761—767, https://doi.org/10.3390/ma15030761

7. R. Pshenichny, A. Omelchuk. Russ. J. Inorg. Chem., 57 (2012) 115—119, https://doi.org/10.1134/s0036023612010160

8. S. Berul, N. Voskresenskaya. Журн. неорг. химии, 8 (1963) 1431—1436 [9] E. Stefanidaki, C. Hasiotis, C. Kontoyannis. Electrochim. Acta, 46 (2001) 2665—2670, https://doi.org/10.1016/S0013-4686(01)00489-3

9. Vesna S. Cvetković, Dominic Feldhaus, Nataša M. Vukićević, Tanja S. Barudžija, Bernd Friedrich, Jovan N. Jovićević. Metals, 10 (2020) 576—581, https://doi.org/10.3390/met10050576

10. Xiaoling Guo, Zhi Sun, Jilt Sietsma, Bart Blanpain, Muxing Guo, Yongxiang Yang. Ind. Eng. Chem. Res., 57 (2018) 1380—1388, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b04125

11. O. Takeda, K. Nakano, F. Kobayashi. J. Sust. Metall., 8 (2022) 1498—1508, https://doi.org/10.1007/s40831-022-00617-6

12. M. Ambrová, J. Jurišová, A. Sýkorová, D. Uher. Chem. Papers, 62 (2008) 154—159, https://doi.org/10.2478/s11696-008-0005-3

13. M. Ambrová, J. Jurišová, V. Danielik, J. Gabčova. J. Thermal Anal. Calorim., 91 (2008) 569—573, https://doi.org/10.1007/s10973-007-8533-6

14. Q. Yang, J. Ge, Y. Wang, J. Zhang. Nuclear Technol., 206 (2020) 1769—1777, https://doi.org/10.1080/00295450.2020.1757976

15. I. D. Zakiryanova, P. N. Mushnikov, E. V. Nikolaeva, Y. P. Zaikov. Processes, 11 (2023) 988, https://doi.org/10.3390/pr11040988

16. И. Д. Закирьянова. Журн. прикл. спектр., 88, № 4 (2021) 576—581

17. И. Д. Закирьянова. Журн. прикл. спектр., 89, № 3 (2022) 341—347

18. I. D. Zakir’yanova. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 443—449, https://doi.org/10.1007/s10812-022-01378-6

19. И. Д. Закирьянова, П. А. Архипов, Д. О. Закирьянов. Журн. прикл. спектр., 82 (2015) 826—831

20. И. Д. Закирьянова, Е. В. Николаева, А. Л. Бове. Журн. прикл. спектр., 81 (2015) 841—846

21. P. A. Arkhipov, I. D. Zakir’yanova, A. S. Kholkina, I. V. Korzun, A. O. Khudorozhkova. J. Electrochem. Soc., 164 (2017) H5322—H5326, https://doi.org/10.1149/2.0461708jes

22. A. Kataev, O. Tkacheva, I. Zakiryanova, A. Apisarov, A. Dedyukhin, Y. Zaikov. J. Mol. Liq., 231 (2017) 149—153, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.02.021

23. G. Zong, Z. Zhang, J. Sun, J. Xiao. J. Fluor. Chem., 197 (2017) 134—141, https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2017.03.006

24. J. Derek, Y. Toshinobu, J. Janz. J. Chem. Eng. Data, 27 (1982) 366—367

25. В. А. Кочедыков, И. Д. Закирьянова, И. В. Корзун. Аналитика и контроль, 1 (2005) 58—63, http://elar.urfu.ru/handle/10995/58914

26. S. Boldish, W. White. Spectrochim. Acta, 35A (1979) 1235—1242, https://doi.org/10.1016/0584-8539(79)80204-4

27. P. A. Arkhipov, I. D. Zakiryanova, A. S. Kholkina, A. V. Bausheva, A. O. Khudorozhkova. Z. Naturforsch., 70 (2015) 851—858, https://doi.org/10.1515/zna-2015-0273

28. В. А. Кочедыков, И.Д. Закирьянова, Л. А. Акашев. Аналитика и контроль, 10 (2006) 172—174, http://elar.urfu.ru/handle/10995/58134

29. J. Cui, G. A. Hope. J. Spectrosc. (2015) 940172, http://dx.doi.org/10.1155/2015/940172

30. J. Hölsä, E. Säilynoja, H. Rahiala. Polyhedron., 16 (1997) 3421—3427, https://doi.org/10.1016/s0277-5387(97)00065-x

31. Emille M. Rodrigues, Ernesto R. Souza, Jorge H. S. K. Monteiro, Rafael D. L. Gaspar, Italo O. Mazalia, Fernando A. Sigoli. J. Mater. Chem., 22 (2012) 24109, https://doi.org/10.1039/c2jm34901a

32. D. Zakir’yanov. Phys. Chem. Liquids, 63, N 1 (2024) 22—30, https://doi.org/10.1080/00319104.2024.2349767

33. http://www.chemistry-software.com