[發明專利]一種熔鹽及熔鹽的電化學凈化方法、電化學裝置

有效

• 申請號: 202110783321.3
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113603059B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 左勇;宋昱龍;湯睿;錢淵;王建強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: C01B9/08
• 分類號: C01B9/08;C01B9/02;C09K5/12
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;倪麗紅

1.一種熔鹽的電化學凈化方法，其特征在于，其包括下述步驟：

（1）將熔融狀態的熔鹽作為電化學電解池中的電解質，以氫電極為陽極；所述氫電極為鎳氫電極，所述鎳氫電極采用外徑5-8mm、內徑3-4mm鎳管與網孔(0.5-1.5)mm×(1.5-2.5)mm鎳網焊接組成；組成所述熔鹽的金屬元素為堿金屬元素、堿土金屬元素、鑭系元素、錒系元素、鋁元素或除鑭系元素和錒系元素外的過渡金屬元素；所述熔鹽為氟鹽和/或氯鹽；

（2）將H₂通入所述鎳氫電極并鼓入至熔鹽中；所述H₂流量為150-200mL/min；

（3）通入電流進行電解，在所述鎳氫電極表面，將H₂電解為H⁺，即可；所述電解的模式為恒電流或恒電壓；當所述電解的模式為恒電流時，所述電解電流為15-60mA；當所述電解的模式為恒電壓時，所述電解電壓為0.8-1.2V；

所述陽極中，發生如式(1)所示的電極反應：

H₂(g) - 2e + O^2- → H₂O(g) (1)。

2.如權利要求1所述的熔鹽的電化學凈化方法，其特征在于，所述陽極還發生如式(2)和/或如式(3)所示的電極反應：

H₂(g) - 2e + 2OH^- → 2H₂O(g) (2)；

H₂(g) - 2e + 2X^- → 2HX(g) (3)；

其中，X為所述熔鹽的陰離子元素；

和/或，

所述熔鹽中發生如式(5)所示的反應：

H⁺+O^2-→H₂O↑ (5)；

和/或，

所述熔鹽的電化學凈化方法中，陰極發生如式(9)和/或如式(10)所示的電極反應：

2OH^- +2e → H₂(g) +2O^2- (9)；

2H⁺ +2e → H₂(g) (10)。

3.如權利要求2所述的熔鹽的電化學凈化方法，其特征在于，式(3)中所述的X為F或Cl。

4.如權利要求1所述的熔鹽的電化學凈化方法，其特征在于，當所述熔鹽中含有雜質硫時，所述陽極還發生如式(4)所示的電極反應：

H₂(g) - 2e + S^2- → H₂S(g) (4)；

和/或，

當所述熔鹽中含有硫和/或過渡金屬雜質離子時，所述熔鹽中發生如式(6)、如式(7)和如式(8)所示的反應中的一種或多種：

H₂+SO₄^2-→H₂O↑+S^2- (6)；

H⁺+S^2-→H₂S↑ (7)；

H₂+Mⁿ⁺→M↓+H⁺ (8)；

其中，M為過渡金屬元素；

和/或，

當所述熔鹽中含有硫和/或過渡金屬雜質離子時，所述熔鹽的電化學凈化方法中，陰極發生如式(11)和/或如式(12)所示的電極反應：

MX_n + ne →nX^- +M (11)；

SO₄^2- + 8e→ S^2- + 4O^2- (12)；

其中，M為過渡金屬元素。

5.如權利要求4所述的熔鹽的電化學凈化方法，其特征在于，式(8)中所述的M為Ni、Fe或Mo。