[发明专利]砷纳米颗粒及其制备方法、电解制砷烷的系统和方法

权利要求书

1.一种电解制砷烷的系统，所述系统包括：

电解槽(10)，具有相互隔离的阴极室和阳极室，所述阴极室具有阴极电解液，所述阳极室具有阳极电解液；

阴极(20)，设置在所述阴极室内；

阳极(30)，设置在所述阳极室内，

其特征在于，所述阴极(20)为惰性金属，所述阴极电解液包括砷纳米颗粒，

所述砷纳米颗粒的制备方法包括：

步骤S1，在密闭容器内，在真空条件下加热使砷单质升华，形成等离子状态的砷蒸气；

步骤S2，向所述密闭容器内充入惰性气体，使所述密闭容器内压力升高；

步骤S3，使所述砷蒸气与所述密闭容器内的冷却装置接触，所述砷蒸气凝结形成砷纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述步骤S1包括：

利用氮气对所述密闭容器进行气体置换；

停止所述气体置换后对所述密闭容器抽真空至压力在10^-5Pa以下；

加热所述密闭容器并使所述密闭容器在500～700℃下保温，此时所述砷单质升华形成所述砷蒸气。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述步骤S2包括：

向所述密闭容器内充入所述惰性气体至所述密闭容器内压力达到490～510Pa。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述惰性气体的流量由25～35sccm逐渐升高至150sccm。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却装置中的冷却介质为液氮。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述砷纳米颗粒的粒径为10～100nm。

7.根据权利要求1或6所述的系统，其特征在于，所述阴极电解液中所述砷纳米颗粒的浓度为0.5～1g/mL。

8.根据权利要求1或6所述的系统，其特征在于，所述阴极电解液还包括硫酸溶液和/或硫酸钠溶液。

9.根据权利要求1或6所述的系统，其特征在于，所述阴极(20)为铜、铅、锌、钨中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阳极(30)包括支撑金属和设置在所述支撑金属上的惰性涂层。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述支撑金属为钛板或钛网。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述惰性涂层为氧化铂层、氧化铅层、二氧化钇层或二氧化钌层。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述阳极电解液为硫酸溶液和/或硫酸钠溶液。

14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阴极室的外周设置有所述阳极室，且所述阴极室和所述阳极室采用质子交换膜(40)隔离。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述质子交换膜(40)为磺化聚醚醚酮材料阴离子交换膜或磺化聚醚砜酮材料阴离子交换膜。

16.一种电解制砷烷的方法，采用电解制砷烷的系统实施，其特征在于，所述电解制砷烷的系统为权利要求1至15中任一项所述的系统；所述系统还包括电源(50)，所述系统的阴极(20)与所述电源(50)的负极电连接，所述系统的阳极(30)与所述电源(50)的正极电连接，所述电源(50)的电流密度为0.5KA/m²～2KA/m²。