[發明專利]利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置及鹵化氘的制備方法

在審

• 申請號: 202111599689.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114457359A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 桂媛;陳偉;徐志紅;金志誠;李建東
• 申請（專利權）人: 蘇州思萃同位素技術研究所有限公司
• 主分類號: C25B9/21
• 分類號: C25B9/21;C25B1/24;C25B1/26;C25B1/01;C25B1/20
• 代理公司: 無錫市英才知識產權代理事務所(普通合伙) 32567
• 代理人: 王秋明

1.一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于，包括槽體，所述槽體內設有陰離子交換膜、單價陽離子交換膜一和單價陽離子交換膜二，所述陰離子交換膜設在所述單價陽離子交換膜一和單價陽離子交換膜二之間；所述單價陽離子交換膜一、單價陽離子交換膜二和陰離子交換膜將所述槽體分為四個腔室，其中單價陽離子交換膜一與所述陰離子交換膜之間的腔室為原料室，且該所述單價陽離子交換膜一另一側的腔室為陰極室，所述單價陽離子交換膜二與所述陰離子交換膜之間的腔室為成品室，且該所述單價陽離子交換膜二另一側的腔室為陽極室；所述陽極室內設有陽極板，所述陰極室內設有陰極板，所述陽極板與直流電源的陽極連接，所述陰極板與所述直流電源的陰極連接，所述原料室內盛裝有多價鹵化物鹽和重水的溶液，所述陽極室、陰極室和成品室中均盛有重水。

2.根據權利要求1所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述原料室通過送料管道連接有原料槽，所述送料管道上設有原料泵，所述原料槽用于盛裝多價鹵化物鹽和重水的溶液。

3.根據權利要求2所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述成品室通過成品流通管道連接有成品槽，且該管道上設有開關閥一。

4.根據權利要求3所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述原料室通過回收管道一連接有廢液槽，且該管道上設有開關閥二。

5.根據權利要求4所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述原料室還通過回收管道二連接有原料槽，且該管道上設有開關閥三。

6.根據權利要求5所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述陰極板為不銹鋼電極板，所述陽極板為不銹鋼電極板或合金氧化物涂層電極板, 優選為鈦基錫銻金屬氧化物涂層電極板。

7.根據權利要求6所述的一種利用離子交換膜制備鹵化氘的裝置，其特征在于：所述直流電源的電壓范圍為5-30V。

8.一種利用權利要求7所述的裝置制備鹵化氘的方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：向槽體的四個腔室內分別加入原料，具體包括：

S1.1：將多價鹵化物鹽溶于重水，配制成鹽溶液后注入到原料槽內；

S1.2：啟動原料泵將鹽溶液注入到原料室內；

S1.3：向陽極室、陰極室和成品室內注入重水；

S2：接通電源，重水在陽極室和陰極室內發生電極反應，陽極室內的氘離子穿過單價陽離子交換膜二進入成品室，原料室內的鹵離子穿過陰離子交換膜進入到成品室，從而在成品室內得到鹵化氘；

S3：切斷電源，將成品室內的鹵化氘排出到成品槽，將原料室內的溶液排出到廢液槽或者原料槽，將陰極室內的溶液排出到廢液槽；

S4：重復步驟S1-S3，制備下一批次的產品；

S5：將廢液槽或者原料槽中的液體混合后進行減壓蒸餾回收其中的重水，得到氘代氫氧化物固體。

9.根據權利要求8所述的一種制備鹵化氘的方法，其特征在于：步驟S1.1中的多價鹵化物鹽為鈣、鎂或鋇的氯化物、溴化物或者碘化物，且所述鹵化物鹽溶液的濃度范圍為1wt%至飽和狀態濃度。