[發明專利]一種利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法及其應用

有效

• 申請號: 201810473562.6
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108675404B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 陳福明;胡曉喬;侯賢華
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F103/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉瑜;裘暉

本發明公開了一種利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法及其應用。該方法為通過除鹽流體電池裝置進行除鹽；其中，除鹽流體電池裝置以正負極活性液流材料為流體電池的正負極，以鹽溶液為流體電池的電解液；該除鹽流體電池裝置還包括隔離裝置，用于將鹽溶液和正負極活性液流材料隔離開來；以及包括陰離子交換膜和陽離子交換膜。本發明除鹽流體電池裝置的流體電極除鹽工作電壓低，能耗極小，比容量高、循環性能好，且正負極材料可以重復使用，這樣可以達到真正的除鹽目的。本發明的方法是一種低能耗的、可以連續進行電化學氧化還原反應的、環境友好的新型海水淡化技術，可以用來解決淡水資源供應不足的問題。

技術領域

本發明屬于除鹽技術領域，特別涉及一種利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法及其應用。

背景技術

隨著世界人口的持續增長和經濟社會的快速發展，全球水資源危機不斷加劇，世界上許多地區面臨著淡水資源短缺問題，海水淡化在解決全球性缺水問題中發揮著越來越重要的作用。海水淡化是沿海國家解決水資源短缺、保護生態環境、促進經濟社會可持續發展的重要舉措。世界上常用的淡水來源除河流外，主要有地下水、遠程調水和海水淡化三種。其中，海水淡化作為水資源供給的一種重要途徑得到廣泛認可，目前應用范圍較廣的海水淡化方法有反滲透膜法、蒸餾法和電滲析法。

蒸餾法海水淡化目前應用比較普遍，但能耗高，無法大規模生產，而且蒸餾法無法完全分離水和無機鹽；反滲透膜法已比較成熟，具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操作方便、不污染環境等主要優點，但存在對水質要求較嚴格、需對原水進行預處理等缺點；電滲析過程工藝簡單，除鹽率高，操作方便。但是水回收率低，而且對不帶電荷的物質如有機物、膠體、微生物、懸浮物等無脫除能力。以上這三種海水淡化方法仍然存在一定的局限性，不能滿足大規模海水淡化的需求。

綜上所述，以上三種海水淡化方法都存在一定的局限性，因此，提供一種低能耗的、可以連續進行電化學氧化還原反應的、環境友好的新型海水淡化技術來解決淡水資源供應不足的問題具有重要意義。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法。

本發明的另一目的在于提供所述利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種利用流體電池氧化還原反應進行連續低耗能除鹽的方法，為通過除鹽流體電池裝置進行除鹽；其中，除鹽流體電池裝置以正負極活性液流材料為流體電池的正負極，以鹽溶液為流體電池的電解液(中間流體電解液)；

所述的正負極活性液流材料優選為Ag/AgCl混合溶液，Na_0.44MnO₂混合溶液，Bi/BiOCl，Sb/SbOCl，K_0.27MnO₂，Na₂FeP₂O₇，V₂O₅，Na₃V₂(PO₄)₃，Na₂V₆O₁₆，NaTi₂(PO₄)₃，PTVE(聚四氟乙烯)，PBA(聚丙烯酸丁酯)，Na₂C₈H₄O₄，PVAQ(聚乙烯醇)，Na_0.44[Mn_1-xTi_x]O₂，Bi，BiF₃，Pb，PbF₂，哌啶類無機物和聯吡啶鎓鹽中的一種以上；更優選為Ag/AgCl混合溶液。

所述的哌啶類無機物包括2-羥基嘧啶等。