一种尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，尤其涉及一种尿素‑二取代咪唑‑氯化铝离子液体制备铝的方法。步骤如下：将尿素和二取代咪唑类离子液体混合，后缓慢加入无水氯化铝，形成尿素‑二取代咪唑‑氯化铝离子液体，即电解质；向电解质中加入癸烷，癸烷覆盖在电解质上层；将电极插入电解质，进行电沉积，电沉积的温度为30～150℃，电沉积过程控制电位恒定为‑0.2～‑0.7V，控制电流密度恒定为10～60mA/cm

【技术实现步骤摘要】
一种尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法
本专利技术属于冶金
，尤其涉及一种尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法。
技术介绍
工业上原铝的生产方法是Hall-Héroult法，即在960℃左右的Na3AlF6基熔盐中电解Al2O3，吨铝直流电能耗约为12900～13400kWh，排放温室气体约为2tCO2-eq/t-Al，同时产生废旧阴极和废槽衬等固废，是高能耗和温室气体排放行业。每年我国铝电解工业的耗电量占我国总发电量的5％～6％，而且铝电解过程的能量效率低于50％。如果将电解温度降低到室温进行铝电沉积，则电流效率和能效可以大大提高。离子液体也被称作室温熔盐，是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐，一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。与其他熔盐相比，离子液体具有无味不燃、蒸汽压低、可操作温度范围宽(-40～300℃)、电化学窗口宽(大于3V)和热稳定性好等优点。有关离子液体电沉积或者电解精炼金属铝的研究文献报道很多，而最典本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尿素‑二取代咪唑‑氯化铝离子液体制备铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将尿素和二取代咪唑类离子液体混合，形成尿素‑二取代咪唑低共熔溶剂；S2、将无水氯化铝缓慢加入所述尿素‑二取代咪唑低共熔溶剂中，搅拌，形成尿素‑二取代咪唑‑氯化铝离子液体，即电解质；S3、向所述电解质中加入癸烷形成双液相体系，其中，所述癸烷覆盖在所述电解质的上层；S4、将电极插入所述电解质中，进行电沉积，其中，电解质的温度为30～150℃，电沉积过程控制电位恒定为‑0.2～‑0.7V，控制电流密度恒定为10～60mA/cm2；S5、电沉积后取出电极，清洗电极表面粘附的电解质，干燥后在电极表面得到金属铝。

【技术特征摘要】
1.一种尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将尿素和二取代咪唑类离子液体混合，形成尿素-二取代咪唑低共熔溶剂；S2、将无水氯化铝缓慢加入所述尿素-二取代咪唑低共熔溶剂中，搅拌，形成尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体，即电解质；S3、向所述电解质中加入癸烷形成双液相体系，其中，所述癸烷覆盖在所述电解质的上层；S4、将电极插入所述电解质中，进行电沉积，其中，电解质的温度为30～150℃，电沉积过程控制电位恒定为-0.2～-0.7V，控制电流密度恒定为10～60mA/cm2；S5、电沉积后取出电极，清洗电极表面粘附的电解质，干燥后在电极表面得到金属铝。2.根据权利要求1所述的尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法，其特征在于，所述步骤S1中，尿素和二取代咪唑类离子液体的摩尔比为1.5～2.5：1。3.根据权利要求1所述的尿素-二取代咪唑-氯化铝离子液体制备铝的方法，其特征在于，所述步骤S1中，二取代咪唑类离子液体的阳离子为1-烷基-3-甲基咪唑，其中，烷基为甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱民，石忠宁，王兆文，高炳亮，胡宪伟，刘风国，陶文举，杨酉坚，于江玉，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21