第10卷第5期 2010年10月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
VoL.10 No.5 Oct.2010
氯化胆碱添加剂对[BmimCI-AICI3离子液体体系电解精炼铝的影响
李艳，华一新，张启波，装启飞，崔焱，徐存英，田国才
（昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093)
解精炼铝的影响。结果表明，当ChCI浓度小于8mmol/L时，体系的电导率随ChCI浓度增加而显著提高，但ChCI 浓度进一步增加体系的电导率逐断降低。添加少量ChCI后，阴极还原峰电位正移，还原峰电流逐渐降低.在溢度373 K和电流密度50A/m*条件下添加5mmol/LChCI进行恒电流电解，电解过程的槽电压显著降低，阴极电流效率显著提高(接近100%)，直流电耗仅为0.611kW-h/kg，只有纯离子液体体系电解铝的50%，且在低碳钢基体上得到的铝沉积层光滑致密、晶粒细化
关键词：铝；[Bmim]CI-AICl,离子液体；添加剂；氯化胆碱；电解
中图分类号：TF114 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2010)05-098106
采用AICls/[Bmin]C1离子液体在低碳钢基体上电沉积铝，结果表明电流密度和温度均会引起沉积层表面形貌
目前工业上原铝的精炼主要采用三层液电解精炼法，操作温度为1073~1273K，能耗高达15~18kW-h/kg，且设备投资较高"，随着铝生产和消费大幅度增长，产生的废铝也不断增加，铝的再生问题也越来越受到关注。因此，追切需要研究一种高效节能减排的铝生产新技术
离子液体的出现为在低温下绿色电解产铝提供了一种可能。离子液体是指由有机阳离子与无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近呈液体状态的盐类，文称室温熔盐(，在金属的电解精炼方面，离子液体是一种理想的室温液态电解质，它融合了高温熔盐和水溶液的优点，具有较宽的电化学窗口，在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属和合金(3-，但没有高温熔盐那样的强属蚀性；同时，在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属(7-11，且没有副反应，因而得到的金属质量更好，特别是铝、钛、硅和锗等很难在水溶液中电沉积得到的金属[12-19],
高子液体中电沉积铝已有一些报道.Hurley等(20]采用摩尔比为2:1的AICly/EPB(N-ethylPyridinium Bromide)混合形成的室温熔盐成功电镀铝：Gale等[21] 采用BPC(N-butylPyridiniumChloride)和AICl;形成的熔盐，以苯为添加剂，分别在钨、铂和玻碳电极上成功电解出铝，并发现新生成的铝沉积层会被BP*阳离子缓慢腐蚀；Chang等(22]采用摩尔比1.5:1的AICly-[Emim]CI(1-Ethyl-3-methylimidazoliumChloride)酸性熔盐在镁合金上沉积出铝，减缓了镁合金的腐蚀速率；Yue等(23)
和微观结构的变化，发现沉积层最优结晶取向均为(200); Reddy等[24-26]采用AICl,-[Bmim]CI 离子液体在378K 温度下电解再生铝(A360)，可得到纯度为99.89%的电解铝，且电解过程的槽电压仅为1V，电流效率为99%，能耗约为3.0kW-h/kg，并采用AICls-[Bmim]CI离子液体在(376±2)K下电解含铝仅66.22%的铝基复合材料，可获得纯度为98.15%的电解铝，阴极电流效率为 70%~90%，能耗为3.2~6.7kW-h/kg，发现电极修饰虽能降低沉积层枝晶化，但仍有明显的枝晶；Endres等[27] 报道了在酸性离子液体[Emim]CI-AICl;中加入有机添加剂烟碱酸可得到纳米级的金属铝，颗粒大小平均在14 nm左右；Liao等(28]发现在酸性[Emim]CI-AICls离子液体中添加共溶剂苯能改善铝沉积层的质量，综上所述，采用离子液体作为电解质电解生产铝是可行的，可有效降低能耗，且一些添加剂的加入可改善沉积层的质量然而目前的研究工作表明，沉积层质量不太理想，还存在枝晶化，且电解过程中能耗偏高，导找合适的漆加剂是降低能耗、改善沉积层质量的有效手段
本工作以ChCI作为添加剂，研究其对采用酸性[Bmim]CI-AICl;离子液体体系电解精炼铝的影响.
2实验 2.1原料与试剂
N-申基唑(纯度>98%，上海三微实业有限公司) 氯代正丁烧（分析纯，北京益利精细化学品有限公司)
收稿日期：2010-0719，修回日期：20100919
基金项目：国家自热科学基金资助项目(编号：50864009：50904031)：高等学校博土学科点专项科研基金资助项目(编号：20070674001)
作著第介：李艳(1977-)，女，辽宁省液源市人，博士研究生，主要研究方向：高子波体冶金；华-新，通讯联系人，Tel:0871-5162008,E-mail:
buayixin@igmaalcom 万方数据