CN103173788B - 一种新型镁低共熔溶剂 - Google Patents

一种新型镁低共熔溶剂 Download PDF

Info

Publication number
CN103173788B
CN103173788B CN201310131293.2A CN201310131293A CN103173788B CN 103173788 B CN103173788 B CN 103173788B CN 201310131293 A CN201310131293 A CN 201310131293A CN 103173788 B CN103173788 B CN 103173788B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chloride
mixing solutions
magnesium
add
eutectic solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310131293.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103173788A (zh
Inventor
贾永忠
景燕
王怀有
岳都元
姚颖
马军
孙进贺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Original Assignee
Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS filed Critical Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority to CN201310131293.2A priority Critical patent/CN103173788B/zh
Publication of CN103173788A publication Critical patent/CN103173788A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103173788B publication Critical patent/CN103173788B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

本发明涉及一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将氯化胆碱在20℃~70℃下加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将水合氯化镁及其它金属氯化物在20℃~70℃下加入到所述混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；所述氯化胆碱加入量为所述N，N-二甲基甲酰胺溶液质量的10~80%；所述水合氯化镁加入量为所述混合溶液质量的10~70%；所述其它金属氯化物加入量为所述混合溶液质量的5~50%。本发明具有室温化学性质稳定、电化学性质稳定、抗水影响能力强的特点。

Description

一种新型镁低共熔溶剂
技术领域
本发明涉及一种电解溶剂，尤其涉及一种新型镁低共熔溶剂。
背景技术
镁盐的最大用途是提炼为金属镁和镁合金。目前国内多以菱镁矿为原料、皮江法炼镁，是典型的高能耗工艺和产品，在能源、资源及环境等方面都面临困难。电解法生产金属镁是镁产业的发展趋势，电解法是电解高温熔融态的无水氯化镁来生产金属镁，其电解工艺是成熟的技术，它的关键在于获得优质廉价的无水氯化镁，其水分和氧化镁含量均要严格控制在0.5%以内，这成为常规电解炼镁的瓶颈问题。由于六水氯化镁空气中脱水至二水氯化镁后，继续脱水便会产生氧化镁、盐酸以及水解产物。氧化镁不利于电解，盐酸对设备产生严重的腐蚀并降低镁的利用率。
目前以六水氯化镁生产无水氯化镁的方法主要有：氯化氢气氛保护脱水和氨法脱水。挪威Norsk Hydro公司开发了水氯镁石氯化氢气氛保护流态化脱水工艺，虽在工业中得到应用，但仍然存在问题。国内在这方面也开展了很多研究，但一直没能解决设备腐蚀、工艺控制等问题。氨法脱水工艺多种多样，由于方法的局限性，到目前为止没有一种工艺应用于工业生产中。
利用盐湖氯化镁资源电解制备金属镁以及镁合金，是高值化利用盐湖水氯镁石资源的重要途径。在利用盐湖水氯镁石制备金属镁时，寻找可实现电沉积金属镁的离子液体或低共熔溶剂，具有广阔的应用前景和重要的现实意义。
作为一种新型电解溶剂，离子液体或低共熔溶剂以其绿色环保、低耗能引起广泛的关注和研究，被用于多种金属单质和合金的制备。
与其它溶剂相比，离子液体或低共熔溶剂具有宽的电化学窗口、可室温操作、不挥发、导热导电性良好等优点。一种可应用于电解制备金属镁的含镁离子液体或低共熔溶剂，可以使现有的电解法从700℃以上降至室温，降低能耗，减少设备腐蚀和环境污染，得到无氢无氧的金属，实现冶金过程的绿色生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种室温化学性质稳定、电化学性质稳定、体系抗水影响能力强的新型镁低共熔溶剂。
为解决上述问题，本发明所述的一种新型镁低共熔溶剂，其特征在于：该低共熔溶剂是指将氯化胆碱在20℃~70℃下加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将水合氯化镁及其它金属氯化物在20℃~70℃下加入到所述混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；所述氯化胆碱加入量为所述N，N-二甲基甲酰胺溶液质量的10~80%；所述水合氯化镁加入量为所述混合溶液质量的10~70%；所述其它金属氯化物加入量为所述混合溶液质量的5~50%。
所述其它金属氯化物为氯化铝、氯化锌、氯化镍、氯化锂、氯化铜、氯化铬中的一种或几种。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本发明中有N，N-二甲基甲酰胺（DMF），因此，所得产品具有室温化学性质稳定、电化学性质稳定、抗水影响能力强等特点（参见表1）。
表1
2、本发明原料易得，生产方法简便，可用于电沉积镁或镁合金。
具体实施方式
实施例1    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在20℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将10.528g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）在20℃下加入到52.641g混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·6H2O）加入量为混合溶液质量的20%。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定、无色透明的液体。室温下粘度为44.50mp·s，电导率为2.20ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.54V。该溶剂可用于电沉积制备金属镁。
实施例2    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将38.113g氯化胆碱（ChCl）在70℃下加入到47.641g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.201g水合氯化镁（MgCl2·6H2O）及10.000g其它金属氯化物在70℃下加入到85.754g混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的80%；水合氯化镁（MgCl2·2H2O）加入量为混合溶液质量的18%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的12%。
其中：其它金属氯化物为氯化锌。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定、无色透明的液体。室温下粘度为69.84 mp·s，电导率为2.53ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.36V。该溶剂可用于电沉积制备镁锌合金。
实施例3    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将31.761g氯化胆碱（ChCl）在50℃下加入到47.641g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.000g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及其它金属氯化物在50℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的67%；水合氯化镁（MgCl2·4H2O）加入量为混合溶液质量的19%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的31%。
其中：其它金属氯化物为10.000g氯化锌和15.000g氯化铜混合。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为90.00mp·s，电导率为0.17ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.419V。该溶剂可用于电沉积制备镁锌铜合金。
实施例4    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在20℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将5.264g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及2.630g其它金属氯化物在20℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的10%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的5%。
其中：其它金属氯化物为氯化铝。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定、无色透明的液体。室温下粘度为38.23mp·s，电导率为1.83ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.23V。该溶剂可用于电沉积制备镁铝合金。
实施例5    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指4.786g氯化胆碱（ChCl）在20℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将36.849g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及26.321g其它金属氯化物在20℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的70%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的50%。
其中：其它金属氯化物为氯化镍。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为40.32mp·s，电导率为2.03ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.43V。该溶剂可用于电沉积制备镁镍。
实施例6    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在70℃下加入到47.855 N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.201g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及5.264g其它金属氯化物在70℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的29%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的10%。
其中：其它金属氯化物为氯化锂。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定、无色透明的液体。室温下粘度为36.32mp·s，电导率为2.81ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.63V。该溶剂可用于电沉积制备镁锂合金。
实施例7    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将9.571g氯化胆碱（ChCl）在50℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将22.970g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及17.228g其它金属氯化物在50℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的20%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的40%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的30%。
其中：其它金属氯化物为氯化铜。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为83.21mp·s，电导率为1.17ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为3.75V。该溶剂可用于电沉积制备镁铜合金。
实施例8    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在20℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将5.264g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及15.792g其它金属氯化物在20℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的10%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的30%。
其中：其它金属氯化物为氯化铬。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为110.67mp·s，电导率为1.06ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为2.79V。该溶剂可用于电沉积制备镁铬合金。
实施例9    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在40℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将5.264g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及12.630g其它金属氯化物在40℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的10%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的24%。
其中：其它金属氯化物为2.630g氯化铝、5.000g氯化锌、5.000g氯化铜。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为50.45mp·s，电导率为2.45ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为2.96V。该溶剂可用于电沉积制备镁铝锌铜合金。
实施例10    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在70℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.792g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及18.630g其它金属氯化物在70℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的30%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的35%。
其中：其它金属氯化物为2.630g氯化铝、5.000g氯化锌、6.000g氯化镍、5.000g氯化铜。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为48.72mp·s，电导率为1.95ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为2.69V。该溶剂可用于电沉积制备镁铝锌镍铜合金。
实施例11    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在70℃下加入到47.855g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.792g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及21.842g其它金属氯化物在70℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的30%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的41%。
其中：其它金属氯化物为2.630g氯化铝、5.000g氯化锌、6.000g氯化镍、3.212g氯化锂、5.000g氯化铜。
该低共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为34.82mp·s，电导率为2.79ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为2.84V。该溶剂可用于电沉积制备镁铝锌镍锂铜合金。
实施例12    一种新型镁低共熔溶剂，该低共熔溶剂是指将4.786g氯化胆碱（ChCl）在60℃下加入到47.855 g N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将15.792g水合氯化镁（MgCl2·nH2O）及26.321g其它金属氯化物在60℃下加入到混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；氯化胆碱（ChCl）加入量为N，N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液质量的10%；水合氯化镁（MgCl2·nH2O）加入量为混合溶液质量的30%；其它金属氯化物加入量为混合溶液质量的50%。
其中：其它金属氯化物为2.630g氯化铝、5.000g氯化锌、6.000g氯化镍、3.212氯化锂、5.000g氯化铜、4.479g氯化铬。
该共熔溶剂在室温下呈均一、稳定液体。室温下粘度为63.86mp·s，电导率为1.59ms/cm，电化学测定该体系具有良好的电化学稳定性，电化学稳定窗口为2.95V。该溶剂可用于电沉积制备镁铝锌镍锂铜铬合金。

Claims (2)

1.一种新型镁低共熔溶剂，其特征在于：该低共熔溶剂是指将氯化胆碱在20℃~70℃下加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后得到混合溶液；然后将水合氯化镁及其它金属氯化物在20℃~70℃下加入到所述混合溶液中，不断搅拌，直到全部溶解后即得；所述氯化胆碱加入量为所述N，N-二甲基甲酰胺溶液质量的10~80%；所述水合氯化镁加入量为所述混合溶液质量的10~70%；所述其它金属氯化物加入量为所述混合溶液质量的5~50%。
2.如权利要求1所述的一种新型镁低共熔溶剂，其特征在于：所述其它金属氯化物为氯化铝、氯化锌、氯化镍、氯化锂、氯化铜、氯化铬中的一种或几种。
CN201310131293.2A 2013-04-16 2013-04-16 一种新型镁低共熔溶剂 Expired - Fee Related CN103173788B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310131293.2A CN103173788B (zh) 2013-04-16 2013-04-16 一种新型镁低共熔溶剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310131293.2A CN103173788B (zh) 2013-04-16 2013-04-16 一种新型镁低共熔溶剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103173788A CN103173788A (zh) 2013-06-26
CN103173788B true CN103173788B (zh) 2015-08-19

Family

ID=48633962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310131293.2A Expired - Fee Related CN103173788B (zh) 2013-04-16 2013-04-16 一种新型镁低共熔溶剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103173788B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106474873B (zh) * 2016-11-16 2019-04-23 浙江大学 一种从含氨废气中吸收分离氨气的方法
CN113117455B (zh) * 2021-04-12 2022-11-22 江西师范大学 氯化胆碱-甘油低共熔溶剂在吸收HCl气体中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935849A (zh) * 2010-08-12 2011-01-05 中国科学院青海盐湖研究所 氯化胆碱型镁低共熔溶剂的制备方法
CN102031551A (zh) * 2010-11-04 2011-04-27 浙江大学 一种铜基镀层的环保型电镀液及其使用方法
CN102766888A (zh) * 2012-07-15 2012-11-07 合肥金盟工贸有限公司 一种基于离子液体电镀液的镁合金电镀方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI398469B (zh) * 2009-10-19 2013-06-11 Ind Tech Res Inst 一階段固定ＴｉＯ2奈米結晶粒於高分子基材的方法及其應用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101935849A (zh) * 2010-08-12 2011-01-05 中国科学院青海盐湖研究所 氯化胆碱型镁低共熔溶剂的制备方法
CN102031551A (zh) * 2010-11-04 2011-04-27 浙江大学 一种铜基镀层的环保型电镀液及其使用方法
CN102766888A (zh) * 2012-07-15 2012-11-07 合肥金盟工贸有限公司 一种基于离子液体电镀液的镁合金电镀方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103173788A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101935849B (zh) 氯化胆碱型镁低共熔溶剂的制备方法
CN101876082B (zh) 离子液体氯化镓/氯化1-甲基-3-乙基咪唑体系电镀液
CN101994139B (zh) 稀散金属氯化镓/氯化1-甲基-3-丁基咪唑体系电镀液
CN102061492B (zh) 室温离子液体氯化铟/四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑体系电镀液
CN103628100B (zh) 一种电镀铟的电镀液
CN105112963A (zh) 一种利用熔盐电沉积法制备金属铝及其合金的方法
CN103173788B (zh) 一种新型镁低共熔溶剂
CN103173785B (zh) 一种利用新型镁低共熔溶剂电解制备金属镁的方法
CN110396704A (zh) 一种超薄电解铜箔及制备方法
CN104485459A (zh) 一种低共熔型离子液体电沉积制备锂离子电池用铜箔的方法
CN103172126B (zh) 一种连续法制备球形镍钴铝固溶体三元材料的方法
CN101343750B (zh) 硫酸氢咪唑离子液体在电解精炼铜中的应用
CN107557817A (zh) 电解制备铝钪合金的方法
CN102978660A (zh) 具保温结构的铝电解槽
CN103556023A (zh) 镧铈－镁中间合金及其生产方法
CN104846407A (zh) 一种添加剂及使用该添加剂生产6μm高抗拉强度电解铜箔的工艺
CN103122471B (zh) 一种无氰镀铟的电镀液
Vorobyova et al. Electrodeposition of Ni–Sn alloy from ethylene glycol electrolyte. Part 1. Cathodic reactions
CN104141151A (zh) 离子液体电沉积金属单质的方法
CN105063677A (zh) 一种电镀镍溶液及其电镀方法
CN103820818A (zh) 一步酸溶法生产的氧化铝电解用铝电解质体系及其应用
Chmielowiec et al. Experimental measurement of overpotential sources during anodic gas evolution in aqueous and molten salt systems
CN105063686A (zh) 微酸性体系电镀光亮锌镍合金的辅助光亮剂及其电镀工艺
CN103540974A (zh) 一种双氰胺离子液体低温电沉积制备金属镧的方法
CN114314542A (zh) 一种镍铁合金制备磷酸铁的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150819

Termination date: 20190416

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee