[发明专利]一种电解制取金属钠的方法有效
申请号: | 201110306653.9 | 申请日: | 2011-10-08 |
公开(公告)号: | CN103031567A | 公开(公告)日: | 2013-04-10 |
发明(设计)人: | 崔光磊;张立学;张传健;刘志宏;商超群 | 申请(专利权)人: | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 |
主分类号: | C25C1/02 | 分类号: | C25C1/02;C25C7/04 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 周长兴 |
地址: | 266101 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 电解 制取 金属钠 方法 | ||
1.一种电解制取金属钠的方法,其特征在于:
电解池的阳极区是含钠离子的水溶液,阴极区是具有钠离子导电性的非水溶剂;
电解池的阳极区和阴极区用钠离子选择性通透膜分隔;
于常温常压下,阴极和阳极间施加一个直流电压,以阴极为负电位,阳极为正电位,驱动钠离子从阳极区选择性地穿过钠离子选择性通透隔膜进入阴极区,在惰性气体氛围下进行反应,在阴极上被电解还原为金属钠。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:阴极区的非水溶液是具有钠离子导电性的有机溶剂或离子液体或二者混合溶液。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:有机溶剂为乙腈、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯的一种或几种混合液;离子液体为1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸、1,2-二甲基-4-氟吡唑四氟硼酸盐的一种或几种混合液。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:阴极区所用支持电解质为NaClO4、NaPF6、NaPF4或NaAlCl4中的一种或混合物,浓度大于0.1mol/L小于5mol/L;阳极区所用的含钠离子的水溶液为含钠离子的阳离子混合溶液。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于:阳极区所用的含钠离子的水溶液包括氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、卤水、天然海水浓缩液、含钠的矿物溶液的一种或几种混合溶液。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:钠离子选择性通透膜包括Na-β-Al2O3、β”-Al2O3或NASICON型固体电解质。
7.根据权利要求1或6所述的方法,其特征在于:钠离子选择性通透膜采用聚合物进行修饰。
8.根据权利要求1或7所述的方法,其特征在于:聚合物修饰的钠离子选择性通透膜为三层夹心结构,中间层是以钠离子通透膜为基体,钠离子通透膜的两侧各有一层聚合物多孔薄膜,聚合物为偏氟乙烯类、四氟乙烯或聚乙二醇类;或
钠离子选择性通透膜的纳米颗粒与聚合物组成的无机有机复合隔膜。该聚合物为聚酰亚胺、聚对苯或二甲酸乙二醇酯。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:电解池为两极室或多极室,溶液在极室间流动。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:阴极和阳极分别为金属电极、碳电极、金属氧化物电极或陶瓷电极。
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