[发明专利]一种以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法

权利要求书

1.一种以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，其特征是以玻碳为新型惰性阳极，离子液体+AlCl₃为电解质，经过低温电解可在阴极、阳极得到固态铝与氯气，同时电极电流效率得到了显著提高，玻碳阳极在工作上千小时后仍然保持良好的物理化学性质。

2.根据权利要求1所述的以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，所述玻碳，也常称为玻璃碳或玻璃碳素，是经过特殊加工制成的玻璃状非晶型碳，其主要性质如下：1)表观密度约为1.51g/cm³；2)电阻率约为42μΩm；3)抗拆强度大于100MPa；4)肖式硬度约为120；5)导热率约为5.8W/mK。

3.根据权利要求1所述的以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，所述的阴极为电解工业中常见的阴极材料，例如石墨、铝、铜和铁等较为稳定的常规材料。

4.根据权利要求1所述的以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，所述离子液体阳离子为咪唑型、吡啶型、季铵型、季鏻型、吡咯型、哌啶型、吗啉型和锍盐型，价态均为+1，其结构如下图所示，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇表示烷基，烷氧基、氟或氢；阴离子为F^-、Cl^-、Br^-、I^-、SCN^-、CN^-、[N(CF₃SO₂)₂]^-和[N(CN)₂]^-等可以与AlCl₃形成络合型阴离子的离子。

咪唑型阳离子    吡啶型阳离子    季铵型阳离子    季鏻型阳离子

吡咯型阳离子    哌啶型阳离子    吗啉型阳离子    锍盐型阳离子

5.根据权利要求1所述的以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，其中电解可由恒压或恒电流两种电解方式完成，反应温度为25～200℃，槽电压为2～6V，电极电流密度为1～100mA/cm²，槽内真空度约为-0.1MPa，AlCl₃在离子液体中的浓度一般大于1mol/L。

6.根据权利要求1所述的以玻碳为惰性阳极的离子液体低温电解铝方法，该方法中的阳极、阴极电流效率可分别达到90％和98％以上，得到的固态铝、氯气的纯度可分别达到99.5％和98％以上。