[发明专利]一种以铝-空气电池废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的方法

说明书

本发明公开了一种以铝‑空气电池产生的废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的方法的方法，包括以下步骤：(1)用蒸馏水反复清洗，过滤废浆料，使清洗后的水pH＝8.3～8.5，分离，干燥，得固体物质；(2)取步骤(1)得到的固体物质放入氧化镁坩埚中，通过一步煅烧法进行煅烧，冷却至室温，得到纳米镁铝尖晶石。本发明方法制备过程简单、环保、节能，制备得到的纳米镁铝尖晶石的粒径分布均匀，实现了对铝‑空气电池废电解液的资源再利用。

技术领域

本发明涉及资源再生技术领域，具体涉及一种以铝-空气电池废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的方法。

背景技术

碱性铝–空气电池是以金属铝作为阳极，空气作为阴极，电解液采用KOH或NaOH等溶液；然而，金属铝在碱性电解液中产生腐蚀作用，放电时还会伴随如下析氢反应：2Al+6H₂O+2OH^-→2Al(OH)^4-+3H₂↑，因此，相当一部分的铝与碱性电解液反应生成氢气，降低了铝阳极的利用率，同时消耗电解液影响电池寿命。为增加铝-空气电池的放电性能，铝阳极采用合金材料，其中合金元素Mg是一种影响铝阳极电化学性能最主要的元素之一，当Mg含量较低时，其能够大大的提高铝合金阳极的电化学性能和腐蚀性能，形成Al-0.5Mg系列合金，如Al-0.5Mg-Sn等，在铝-空气电池工作时，电解液中会产生含有Al、Mg沉淀物。

发明专利(201510830134.0)中提到以铝-空气电池放电产物清洗至中性为铝源，通过添加硫酸后再添加硫酸铵后经溶解、蒸发、煅烧和添加有机分散剂(聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯醚等)等方法制备出纯度高、粒径均匀的纳米氧化铝，实现了废物利用。发明专利(201510833729.1)涉及用铝-空气电池放电过程制造纳米氢氧化铝，这种方法制备的氢氧化铝不仅粒径均匀细小而且纯度高。并且在制备过程中铝-空气电池还能对外输出电能，该法大幅降低了铝-空气电池的运行成本，实现废物利用。“由铝-空气电池放电产物制备单分散纳米α-Al₂O₃”(《化学工业与工程》，2017，34(4):39-43.)中研究了放电产物浸出所需的最适宜温度和酸的用量，反应物滴定速度对前驱体的影响以及煅烧条件对纳米氧化铝分散性的影响。当m(浓硫酸):m(放电产物)＝5:2，浸出温度为100℃时放电产物能够完全溶解，硫酸铝的滴定速度小于16mL/min时能够得到纯净的碳酸铝铵前驱体，前驱体先经300℃低温加热，然后经过1200℃高温煅烧可以得到粒径在50nm左右，单分散的α-Al₂O₃，实验过程简单，重现性良好。上述专利和文献中都是利用铝-空气电池放电产物制备纳米氧化铝、纳米氢氧化铝，目前尚无涉及铝-空气电池所产生的废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的相关报道。

发明内容

本发明目的是为了弥补已有技术缺陷，提供了一种以铝-空气电池废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的方法，该方法制备过程简单、环保、节能，制备得到的纳米镁铝尖晶石的粒径分布均匀，实现了对铝-空气电池废电解液的资源再利用。

为实现上述目的，本发明通过以下方案予以实现：

本发明提供了一种以铝-空气电池废电解液浆料制备纳米镁铝尖晶石的方法，包括如下步骤：

(1)用蒸馏水反复清洗废电解液浆料，使清洗过后的水的pH＝8.3～8.5，分离，过滤，干燥，得到固体物质；

(2)步骤(1)中得到的固体物质放入氧化镁坩埚中，通过一步煅烧法进行煅烧，冷却至室温，得到纳米镁铝尖晶石。

优选地，步骤(1)中使清洗过后的水的pH＝8.3～8.5。

优选地，步骤(1)中干燥温度为90～110℃，时间为60～180分钟。

优选地，步骤(1)中干燥温度为100℃，时间为120分钟。