一种适用于高硅玻璃的实用湿化学方法框架，用于确定阳离子的氧化还原状态

《Journal of Non-Crystalline Solids》：A practical wet-chemical framework applicable to high-silica glasses for determining the redox state of cations

　　

Alexis Duval|Nadja Greiner-Mai|Igor Seibel-Geraschenko|Lothar Wondraczek

摘要

氧化还原平衡在玻璃科学中起着核心作用，它决定了玻璃形成熔体的加工效率、所得玻璃的宏观性质以及衍生玻璃陶瓷的功能性。尽管氧化还原状态的研究非常重要，但其量化仍然具有挑战性：目前只有少数元素建立了可靠的方法，且这些方法通常需要复杂的实验程序。

在本研究中，将两种最近开发的湿化学方法——氧化物种定量（QOS）和还原物种定量（QRS）——扩展到了富含二氧化硅的玻璃基质（SiO₂含量超过65摩尔%）上。这类基质难以溶解，因此需要调整分析方案。改进后的定量方法使用氢氟酸，并在常温空气中进行，既保持了原有方法的实用性、快速性及精确度，又仅依赖于有限的易获取试剂、实验室玻璃器皿和测量设备。对于掺杂过渡金属的富SiO₂玻璃（V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu），其氧化还原状态的测定结果与文献数据和已建立的预测模型高度一致。

本文提供了详细的步骤指南和典型案例研究，以促进这些方法的更广泛应用。总体而言，原始的湿化学方法及经过氢氟酸改进的方法构成了一个多功能且易于操作的工具箱，适用于多种不同的氧化还原物种与基质的组合。