[发明专利]一种监测液态电解质中反应终点的智能响应装置及方法

说明书

本发明提供一种监测液态电解质中反应终点的智能响应装置，包括直流电源、电压比较器模块、指示灯、蜂鸣报警器、独立电源以及惰性金属阴极和石墨阳极；主要分为监测回路和响应回路，监测回路包括：直流电源、电压比较器模块、惰性金属阴极、石墨阳极；响应回路包括指示灯、蜂鸣报警器、独立电源，两回路通过电压比较模块连接；本发明装置可以向外界提供明确的可视化信号，提示液态电解质中反应的终点；本发明不向液态电解质体系中引入其他元素，不会造成液态电解质的污染，本装置结构简单可靠，便于维护，在使用过程中学习成本低，一线操作人员通过简单培训即可掌握本装置操作过程，可在工业化生产中大规模应用。

技术领域

本发明涉及一种智能响应装置及方法，尤其涉及一种监测液态电解质中反应终点的智能响应装置及方法，属于电化学应用领域。

背景技术

在当前的工业生产过程中，液态电解质的应用非常广泛，很多反应过程都需要在液态电解质中进行，如许多有色金属和稀有金属的冶炼和精炼过程、电镀过程、金属的腐蚀与防护过程、电泳喷漆以及污水处理过程等。此外，随着核工业的不断发展和核能应用的不断普及，乏燃料的后处理过程日益引起了人们的关注。在乏燃料的后处理领域，无论是在水法后处理方式还是干法后处理方式中，液态电解质(水溶液、离子液体、熔融盐)作为反应介质，都起着重要的作用。乏燃料中大量剩余的铀(U)、钚(Pu)等核燃料的提取回收和稀土元素等裂变产物(FP)的分离去除都需要在各种液态电解质中进行。

目前在液态电解质中的反应过程都面临着一个共同的问题，那就是没有一种简便、通用的方法对反应终点进行判断。以在液态电解质中的电沉积过程为例，在工业生产中，操作人员难以直观的对体系中的离子浓度进行监测，这就造成了难以判断沉积过程进行的程度以及是否需要继续加料。所以，目前需要一种简单、易操作的装置，用以对液态电解质中反应的终点进行判断，并向外界及时发出响应。

发明内容

本发明的目的是为液态电解质中的反应过程提供一种反应终点判断及智能响应装置。使用电化学方法监测其反应终点，并向外界提供可视化的反馈信息。

本发明的目的是这样实现的：

一种监测液态电解质中反应终点的智能响应装置，包括直流电源1、电压比较器模块2、指示灯5、蜂鸣报警器6、独立电源7以及惰性金属阴极3和石墨阳极4；主要分为监测回路和响应回路，监测回路包括：直流电源1、电压比较器模块2、惰性金属阴极3、石墨阳极4；响应回路包括指示灯5、蜂鸣报警器6、独立电源7，两回路通过电压比较模块2连接。

本装置适用于水溶液、离子液体以及熔盐体系；

一种监测液态电解质中反应终点的智能响应方法，包括如下步骤：

步骤(1)：确定目标反应物离子的氧化还原电位和电解质的分解电压，调整电压比较器模块的设定电压在其二者之间；

步骤(2)：将两电极插入液态电解质中，接通电源对其通以恒定电流进行监测；

步骤(3)：当液态电解质中含有反应物离子时，监测回路端电压将位于其氧化还原电位附近，小于电压比较器模块的设定电压，指示灯不亮，蜂鸣报警器不响；

步骤(4)：当达到反应终点，监测回路端电压上升至电解质分解电压，大于电压比较器模块的设定电压，指示灯亮起，蜂鸣报警器报警，完成反应终点的判断与报警响应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本方法及装置基于电化学原理监测液态电解质中反应过程并自动响应，不向液态电解质体系中引入其他元素，不会造成液态电解质的污染；

2.本装置可以用于任何氧化还原电位正于液态电解质分解电压的反应物离子的反应过程；

3.本装置的应用并不局限于某一特定的液态电解质，可以通过调节电压比较器模块的设定电压，使本装置适用于大多数液态电解质体系；