Magnesia-stabilised zirconia solid electrolyte assisted electrochemical investigation of iron ions in a SiO2–CaO–MgO–Al2O3 molten slag at 1723 K

文献情報

出版日 2017-05-25
DOI 10.1039/C7CP01945A
インパクトファクター 3.676
著者


原文を見る

要旨

Production of metallic iron through molten oxide electrolysis using inert electrodes is an alternative route for fast ironmaking without CO2 emissions. The fact that many inorganic oxides melt at ultrahigh temperatures (>1500 K) challenges conventional electro-analytical techniques used in aqueous, organic and molten salt electrolytes. However, in order to design a feasible and effective electrolytic process, it is necessary to best understand the electrochemical properties of iron ions in molten oxide electrolytes. In this work, a magnesia-stabilised zirconia (MSZ) tube with a closed end was used to construct an integrated three-electrode cell with a “MSZ|Pt|O2 (air)” assembly functioning as the solid electrolyte, the reference electrode and also the counter electrode. Electrochemical reduction of iron ions was systematically investigated on an iridium (Ir) wire working electrode in a SiO2–CaO–MgO–Al2O3 molten slag at 1723 K by cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV), chronopotentiometry (CP) and potentiostatic electrolysis (PE). The results show that the electroreduction of the Fe2+ ion to Fe on the Ir electrode in the molten slag follows a single two-electron transfer step, and the rate of the process is diffusion controlled. The peak current on the obtained CVs is proportional to the concentration of the Fe2+ ion in the molten slag and the square root of scan rate. The diffusion coefficient of Fe2+ ions in the molten slag containing 5 wt% FeO at 1723 K was derived to be (3.43 ± 0.06) × 10−6 cm2 s−1 from CP analysis. However, a couple of subsequent processes, i.e. alloy formation on the Ir electrode surface and interdiffusion, were found to affect the kinetics of iron deposition. An ECC mechanism is proposed to account for the CV observations. The findings from this work confirm that zirconia-based solid electrolytes can play an important role in electrochemical fundamental research in high temperature molten slag electrolytes.

関連文献

Raman spectral imaging of single living cancer cells: a preliminary study

Florence Draux, Pierre Jeannesson, Abdelilah Beljebbar, Ali Tfayli, Nicolas Fourre, Michel Manfait, Josep Sulé-Suso, Ganesh D. Sockalingum

2008-12-02 Paper

DOI: 10.1039/B812610K

Editorial – Detection for Security

Pankaj Vadgama

2008-03-27 Editorial

DOI: 10.1039/B803686C

Development of robust quantitative methods by near-infrared spectroscopy for rapid pharmaceutical determination of content uniformity in complex tablet matrix

Dong Xiang, Michele Konigsberger, Busolo Wabuyele, Karl Hornung, James Cheney

2009-03-31 Paper

DOI: 10.1039/B821836F

Colorimetric cyanide detection using an azobenzene acid in aqueous solutions

Xiaoding Lou, Jingui Qin, Zhen Li

2009-08-03 Paper

DOI: 10.1039/B903076J

Electrochemical impedance spectroscopy and surface plasmon resonance studies of DNA hybridization on gold/SiOx interfaces

Maël Manesse, Valerie Stambouli, Rabah Boukherroub

2008-07-01 Paper

DOI: 10.1039/B804825H

Inside front cover

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B913450F

Contents and Chemical Technology

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B805756G

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/B904706A

Recognition of single-base mismatch DNA by Au nanoparticle-assisted electroelution

Qing Wang, Xiaohai Yang, Kemin Wang, Weihong Tan, Jun Gou

2008-07-31 Paper

DOI: 10.1039/B803239D

Renewable surface fluorescence sandwich immunoassay biosensor for rapid sensitive botulinum toxin detection in an automated fluidic format

Jay W. Grate, Marvin G. Warner, Richard M. Ozanich, Jr., Keith D. Miller, Heather A. Colburn, Brian Dockendorff, Kathryn C. Antolick, Norman C. Anheier Jr., Michael A. Lind, Jianlong Lou, James D. Marks, Cynthia J. Bruckner-Lea

2009-03-05 Paper

DOI: 10.1039/B900794F

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6- bromo-1-cyclopropyl-1H-benzimidazoleの市場動向や研究トレンドはどうですか?

6- bromo-1-cyclopropyl-1H-benzimidazoleは、抗炎症、抗ウイルス作用を持つことが報告されており、新薬開発の研究対象として注目...

1416713-53-56-Bromo-1-cyclopropy...
化合物よくある質問

環氧プロpanol-d5を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際には、防護眼鏡と手袋を使用し、ドラフトチャンバー内で操作することを推奨します。漏洩時には適切な手順で処理し、安全データシートを常に参照してください。

1246819-20-4Glycidol-d5
化合物よくある質問

2,2’-ジメチル-3,3’-ビピリジンはどのように合成されますか?

2,2’-ジメチル-3,3’-ビピリジンは、ピリジンと2-メチルアクリルアミドを有機合成反応で合成します。この反応では、ピリジンと2-メチルアクリルアミドを含有...

86156-55-02,2’-Dimethyl-3,3’-b...
化合物よくある質問

6-甲基ピリジン-2-ボリック酸の主な用途は何ですか?

6-甲基ピリジン-2-ボリック酸は、合成化学、医薬品合成、以及研究用途などに広く使用され、特に組換えDNA技術や分子生物学の研究において重要な役割を果たします。

372963-50-3(6-Methyl-2-pyridiny...
化合物よくある質問

(R)-3-(1-甲基-2-氧環己基)プロpano酸メチルは安全ですか?

(R)-3-(1-甲基-2-氧環己基)プロpano酸メチルは一定の安全性がありますが、直接的な皮膚接触や吸入は避けるべきです。使用する際は適切な個々の安全データ...

94089-47-1methyl 3-[(1R)-1-met...
化合物よくある質問

ketorolacはどのように保存すればよいですか?

ketorolacは、密封して遮光容器に保管し、直射日光や高温を避けて保存してください。温度は常温で保存し、湿度をなるべく低く保つことが推奨されます。

74103-06-3rac Ketorolac
化合物よくある質問

L-2,3-二氨基丙酸二盐酸盐を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

L-2,3-二氨基丙酸二盐酸盐は腐食性が強く、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。取り扱う際は、防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、適切な排気設備を使用し...

19777-68-5(S)-2,3-Diaminopropa...
化合物よくある質問

2-(4-溴ピリジン-2-基)乙腈の物理化学的性質は何ですか?

2-(4-溴ピリジン-2-基)乙腈のCAS番号は312325-73-8です。主に結晶形態で存在し、分子量は159.01 g/molです。この化合物は水に溶けやす...

312325-73-8(4-Bromo-2-pyridinyl...
化合物よくある質問

3-フローロ-[1,1-ベンジレン]-3,4-ジカルボン酸を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は毒性は低いですが、直接的な接触や吸入に注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバーを使用して操作することを推奨します。また、漏洩...

1261915-32-53'-Fluoro-[1,1'-biph...
化合物よくある質問

3-(1-氧代-1,3-二氢-2H-2-异吲哚)丙酸の主な用途は何ですか?

3-(1-氧代-1,3-二氢-2H-2-异吲哚)丙酸は、薬理学研究や医薬品製造において広く用いられる化合物です。また、工業的な用途でも一部の化学反応の触媒や助剤...

83747-30-23-(1-Oxo-1,3-dihydro...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。