[发明专利]一种双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法和装置

权利要求书

1.一种双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，包括：在由阳离子交换膜和阴离子交换膜为隔膜的双膜三室电解槽中，双膜三室电解槽被依次分隔为第一阳极室、阴极室和第二阳极室，以镁作为第一阳极室的阳极，以铝作为第二阳极室的阳极，以石墨作为阴极室的阴极，进行恒流电解，使第一阳极室产生的镁离子和第二阳极室产生的铝离子分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜迁移到阴极室中，在阴极室的阴极上沉积形成Mg-Al合金。

2.根据权利要求1或2所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，第一阳极室的电解液为包含氯化胆碱的异丙醇溶液；

优选地，氯化胆碱的浓度为0.1-0.5mol/L。

3.根据权利要求2所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，第一阳极室内的电化学反应为：

Mg-2e→Mg²⁺。

4.根据权利要求1-3任一项所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，第二阳极室的电解液为包含氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑的异丙醇溶液；

优选地，氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑的浓度为0.2-0.8mol/L。

5.根据权利要求4所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，第二阳极室内的电化学反应为：

Al-3e→Al³⁺+4Cl^-→AlCl₄^-。

6.根据权利要求1-5任一项所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，阴极室的电解液为包含氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑、氯化胆碱、乙二胺四乙酸、氯化钾和烟酰胺的异丙醇溶液；

优选地，氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑的浓度为0.2-0.8mol/L、氯化胆碱的浓度为0.1-0.5mol/L、乙二胺四乙酸的浓度为0.05-0.3mol/L、氯化钾的浓度为0.05-0.3mol/L、烟酰胺的浓度为0.05-0.2mol/L。

7.根据权利要求6所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，阴极室内的电化学反应为：

Mg²⁺+EDTA→EDTA-Mg²⁺+2e→Mg+EDTA

AlCl₄^-+3e→Al+4Cl^-。

8.根据权利要求1-7任一项所述双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的方法，其特征在于，所述恒流电解的电流密度为0.5-2mA/dm²。

9.根据权利要求1-8任一项所述双膜三室电解槽制备Mg-A1合金的方法，其特征在于，所述阳离子交换膜为Nafion阳离子交换膜，所述阴离子交换膜为Piperion阴离子交换膜。

10.一种双膜三室电解槽制备Mg-Al合金的装置，其特征在于，包括：由阳离子交换膜和阴离子交换膜为隔膜的双膜三室电解槽，双膜三室电解槽被依次分隔为第一阳极室、阴极室和第二阳极室；

第一阳极室内包含第一阳极和第一阳极电解液，第二阳极室内包含第二阳极和第二阳极电解液，阴极室内包含阴极和阴极电解液，第一阳极、第二阳极和阴极分别与直流电源的正负极相连；

其中，第一阳极为镁，第一阳极电解液为包含氯化胆碱的异丙醇溶液；第二阳极为铝，第二阳极电解液为包含氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑的异丙醇溶液；阴极为石墨，阴极电解液为包含氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑、氯化胆碱、乙二胺四乙酸、氯化钾和烟酰胺的异丙醇溶液。