CN116130691A - 一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法 - Google Patents

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CN116130691A CN202310174223.9A CN202310174223A CN116130691A CN 116130691 A CN116130691 A CN 116130691A CN 202310174223 A CN202310174223 A CN 202310174223A CN 116130691 A CN116130691 A CN 116130691A
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Abstract

本发明涉及一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。其技术方案是：将磺化膦酸树脂、碳材料和粘结剂混合，加入有机溶剂中，搅拌，将得到的浆体涂覆在石墨板表面，烘干，得到复合电极。将复合电极置于电容去离子装置中，通入待处理的全钒液流电池电解液，在直流电压作用下吸附2～6h，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出；然后通入解吸剂对复合电极进行解吸，再通入去离子水冲洗，得到再生的复合电极。最后对所述一级处理后的全钒液流电池电解液，按所述吸附和解吸过程进行2～5次电容去离子处理，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。本发明工艺简单、不添加药剂、成本低、有效成分损失少、环境友好，能显著提升除铁后全钒液流电池电解液的性能。

Description

一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法
技术领域
本发明属于全钒液流电池电解液技术领域。具体涉及一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。
背景技术
全钒液流电池电解液是钒电池的关键材料之一，也是储能活性物质和能量转化核心，其性能好坏将直接影响钒电池系统的性能。铁离子是钒电解液原料中常见的且含量较多的杂质离子，在钒页岩湿法提钒过程中，铁离子极易从钒页岩原矿进入酸浸液，难以完全除去，最终残留在钒产品中。同时，钒电池系统在长时间充放电循环过程中，铁离子也会从管路和框架材料中进入电解液，不仅会降低电解液的稳定性，还会导致副反应和容量衰减，对电池性能产生极为不利的影响。因此需要定期对钒电解液进行除铁处理以维持钒电池系统的运行性能。
目前针对全钒液流电池电解液除铁的研究基本都是围绕其性能再生的过程中略有涉及。如“硫酸体系失效钒电解液的再生方法”(CN 109360997A)专利技术，通过向失效钒电解液中添加四价、三价钒电解液和去离子水，稀释钒电解液中杂质离子的浓度，实现钒电解液的再生。该技术虽然恢复了失效钒电解液的部分性能，却没有从根本上去除失效钒电解液中的杂质离子。
“一种消除全钒液流电池电解液杂质影响的方法”(CN 106997958A)专利技术，通过向钒电解液中添加磷酸、磷酸盐及羧酸盐等络合剂，抑制铁杂质离子的影响。但这种抑制效果有限，且盐类添加剂也会带来电解液的污染。
“一种全钒液流电池失效电解液再生的方法”(CN 111446477B)专利技术，分别制备阴极和阳极复合电极，采用电容吸附来去除钒电解液中的杂质离子，并添加螯合剂使得电解液恢复一部分性能。该方法的杂质去除率较可观，但也存在电解液有效成分损失大、螯合剂的添加会引起电解液的污染等问题。
同时，针对全钒液流电池电解液体系下其它金属离子去除的研究，如“一种全钒液流电池的硫酸氧钒电解液除铜方法”(CN 108666604A)专利技术，采用调pH-氧化-过滤-还原-萃取-洗涤-反萃的方法除去钒电解液中的杂质铜。该方法除铜效果虽较好，但存在工艺复杂、处理成本高、污染环境等问题，且萃取过程中的乳化问题会导致萃取剂的损失和电解液的污染。
综上所述，现有全钒液流电池电解液除铁方式存在电解液污染、除铁效果不佳、工艺复杂、处理成本高、有效成分损失严重、污染环境等问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种工艺简单、不添加药剂、处理成本低、有效成分损失少、环境友好、除铁效果优异、能提升全钒液流电池电解液性能的全钒液流电池电解液的除铁再生方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶(0.2～2)∶(0.1～0.3)，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.25～0.5Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为200～400r/min条件下搅拌3～6h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在40～60℃条件下真空干燥3～6h，制得复合电极。
所述磺化膦酸树脂：官能团为-SO3H/-PO3H2，粒度≤74μm占70～85wt％。
所述碳材料为活性碳、碳纳米管、石墨烯和介孔碳的一种，所述碳材料粒度≤37μm占70～85wt％。
所述粘结剂为聚四氟乙烯、或为聚偏氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和乙醇中的一种。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.3～1.2V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为硫酸、氢氧化钠和盐酸的一种。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.3～1.2V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复1～4次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.2～2mol/L，硫酸浓度为2～5mol/L，铁离子浓度为50～2000mg/L。
由于采用上述方法，本发明与现有技术相比具有以下积极效果：
(1)本发明所采用的电容去离子装置主要包括直流电源、蠕动泵以及吸附槽，将直流电源与复合电极连接后置于吸附槽中，并通过蠕动泵将待处理的全钒液流电池电解液(或解吸剂)循环泵入，即完成吸附(解吸)操作，这种处理模式与全钒液流电池电解液运行模式较为符合，与溶剂萃取所需的萃取塔相比更为廉价易得，易于在工业上进行规模化应用，故本发明具备设备简便，操作简单，流程短，易于规模化应用等优势。
(2)本发明所采用的电容去离子法无需添加任何药剂或者添加剂，而现有的针对全钒液流电池电解液的再生技术通常涉及添加螯合剂或络合剂，溶剂萃取操作通常涉及添加化学药剂、调pH、氧化还原等步骤，因此本发明能显著降低药剂成本，处理成本低。
(3)本发明采用的磺化膦酸树脂对铁元素有较高的选择性和吸附容量，能在高钒、高酸的环境下从全钒液流电池电解液中选择性吸附铁离子，除铁效果好；对全钒液流电池电解液中的钒离子吸附较少，全钒液流电池电解液有效成分损失少。在本发明中，铁去除率可达80～95％，而钒损失率仅为1～4％。
(4)本发明所采用的电容去离子法仅涉及到铁离子静电迁移以及和树脂的配位反应，并且无需添加药剂，不产生废水废气，绿色环保，环境友好。
因此，本发明具有工艺简单、不添加药剂、处理成本低、有效成分损失少、环境友好、除铁效果优异、能提升除铁后全钒液流电池电解液性能的特点。
附图说明
图1为本发明在除铁前、后电解液充放电过程的容量电压图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本具体实施方式所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶(0.2～2)∶(0.1～0.3)，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.25～0.5Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为200～400r/min条件下搅拌3～6h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在40～60℃条件下真空干燥3～6h，制得复合电极。
所述碳材料为活性碳、碳纳米管、石墨烯和介孔碳的一种。
所述粘结剂为聚四氟乙烯、或为聚偏氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和乙醇中的一种。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.3～1.2V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为硫酸、氢氧化钠和盐酸的一种。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.3～1.2V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复1～4次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.2～2mol/L，硫酸浓度为2～5mol/L，铁离子浓度为50～2000mg/L。
本具体实施方式中：
所述磺化膦酸树脂：官能团为-SO3H/-PO3H2，粒度≤74μm占70～85wt％。
所述碳材料粒度≤37μm占70～85wt％。
实施例中不再赘述。
实施例1
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本实施例所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶2∶0.3，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.25Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为200r/min条件下搅拌3h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在40℃条件下真空干燥3h，制得复合电极。
所述碳材料为活性碳。
所述粘结剂为聚四氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.3V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2mol/L解吸剂，解吸1h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为硫酸。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.3V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2mol/L解吸剂，解吸1h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复1次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.2mol/L，硫酸浓度为2mol/L，铁离子浓度为55mg/L。
本实施例中：铁去除率为82.34％，钒损失率为1.26％。
实施例2
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本实施例所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶1∶0.2，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.35Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为300r/min条件下搅拌4h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在50℃条件下真空干燥4h，制得复合电极。
所述碳材料为碳纳米管。
所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基乙酰胺。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.6V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附3h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的10％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为3mol/L解吸剂，解吸2h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗45min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为氢氧化钠。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.6V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附3h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的10％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为3mol/L解吸剂，解吸2h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗45min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复2次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.5mol/L，硫酸浓度为3mol/L，铁离子浓度为1000mg/L。
本实施例中：铁去除率为86.84％，钒损失率为1.88％。
实施例3
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本实施例所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶0.2∶0.1，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.5Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为400r/min条件下搅拌6h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在60℃条件下真空干燥6h，制得复合电极。
所述碳材料为石墨烯。
所述粘结剂为聚四氟乙烯。
所述有机溶剂为乙醇。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.9V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附4h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的15％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为4mol/L解吸剂，解吸3h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗50min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为盐酸。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.9V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附4h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的15％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为4mol/L解吸剂，解吸3h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗50min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复3次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为2mol/L，硫酸浓度为5mol/L，铁离子浓度为1975mg/L。
本实施例中：铁去除率为89.29％，钒损失率为2.12％。
实施例4
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本实施例所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶0.5∶0.1，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.3Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为250r/min条件下搅拌5h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在55℃条件下真空干燥5h，制得复合电极。
所述碳材料为介孔碳。
所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为1.2V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附6h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的8％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为3mol/L解吸剂，解吸3h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗60min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为硫酸。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为1.2V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附6h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的8％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为3mol/L解吸剂，解吸3h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗60min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复4次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.6mol/L，硫酸浓度为3mol/L，铁离子浓度为500mg/L。
本实施例中：铁去除率为94.77％，钒损失率为3.84％。
实施例5
一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法。本实施例所述除铁再生方法的步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶1.5∶0.2，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.4Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为350r/min条件下搅拌4h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在45℃条件下真空干燥5h，制得复合电极。
所述碳材料为活性碳。
所述粘结剂为聚四氟乙烯。
所述有机溶剂为二甲基乙酰胺。
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为1.2V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附5h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的12％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为4mol/L解吸剂，解吸2h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗40min，得到一次再生复合电极。
所述解吸剂为氢氧化钠。
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为1.2V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附5h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的12％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出。
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为4mol/L解吸剂，解吸2h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗40min，得到二次再生复合电极。
以此类推，将步骤3重复4次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.8mol/L，硫酸浓度为4mol/L，铁离子浓度为1500mg/L。
本实施例中：铁去除率为88.35％，钒损失率为2.39％。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下积极效果：
(1)本具体实施方式所采用的电容去离子装置主要包括直流电源、蠕动泵以及吸附槽，将直流电源与复合电极连接后置于吸附槽中，并通过蠕动泵将待处理的全钒液流电池电解液(或解吸剂)循环泵入，即完成吸附(解吸)操作，这种处理模式与全钒液流电池电解液运行模式较为符合，与溶剂萃取所需的萃取塔相比更为廉价易得，易于在工业上进行规模化应用，故本具体实施方式具备设备简便，操作简单，流程短，易于规模化应用等优势。
(2)本具体实施方式所采用的电容去离子法无需添加任何药剂或者添加剂，而现有的针对全钒液流电池电解液的再生技术通常涉及添加螯合剂或络合剂，溶剂萃取操作通常涉及添加化学药剂、调pH、氧化还原等步骤，因此本具体实施方式能显著降低药剂成本，处理成本低。
(3)本具体实施方式采用的磺化膦酸树脂对铁元素有较高的选择性和吸附容量，能在高钒、高酸的环境下从全钒液流电池电解液中选择性吸附铁离子，除铁效果好；对全钒液流电池电解液中的钒离子吸附较少，全钒液流电池电解液有效成分损失少。本具体实施方式处理的全钒液流电池电解液如附图所示，图1为实施例4在除铁前、后电解液充放电过程的容量电压图。从图1中可以看出，全钒液流电池电解液除铁后的充电容量和放电容量分别提升了51mAh和103mAh，再生效果好。在本具体实施方式中，铁去除率可达80～95％，而钒损失率仅为1～4％，
(4)本具体实施方式所采用的电容去离子法仅涉及到铁离子静电迁移以及和树脂的配位反应，并且无需添加药剂，不产生废水废气，绿色环保，环境友好。
因此，本具体实施方式具有工艺简单、不添加药剂、处理成本低、有效成分损失少、环境友好、除铁效果优异、能提升除铁后全钒液流电池电解液性能的特点。

Claims (2)

1.一种全钒液流电池电解液的除铁再生方法，其特征在于所述除铁再生方法的具体步骤是：
步骤1、制备复合电极
按磺化膦酸树脂∶碳材料∶粘结剂的质量比为1∶(0.2～2)∶(0.1～0.3)，将所述磺化膦酸树脂、所述碳材料和所述粘结剂混合，得混合料；按固液比为0.25～0.5Kg/L，向所述混合料中加入有机溶剂，再于转速为200～400r/min条件下搅拌3～6h，得到浆体，然后将所述浆体均匀涂覆在石墨板的表面，在40～60℃条件下真空干燥3～6h，制得复合电极；
所述磺化膦酸树脂：官能团为-SO3H/-PO3H2，粒度≤74μm占70～85wt％；
所述碳材料为活性碳、碳纳米管、石墨烯和介孔碳的一种，所述碳材料粒度≤37μm占70～85wt％；
所述粘结剂为聚四氟乙烯、或为聚偏氟乙烯；
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和乙醇中的一种；
步骤2、单级电容去离子处理
步骤2.1、将复合电极置于电容去离子装置中，正向连接直流电源，直流电源的电压为0.3～1.2V；将待处理的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入待处理的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将一级处理后的全钒液流电池电解液排出；
步骤2.2、向排出一级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到一次再生复合电极；
所述解吸剂为硫酸、氢氧化钠和盐酸的一种；
步骤3、多级串联电容去离子处理
步骤3.1、将一次再生复合电极与直流电源正向连接，直流电源的电压为0.3～1.2V；将一级处理后的全钒液流电池电解液循环泵入电容去离子装置中进行吸附，吸附2～6h，每分钟泵入一级处理后的全钒液流电池电解液的体积为所述电容去离子装置容量的5～15％；关闭直流电源，将二级处理后的全钒液流电池电解液排出；
步骤3.2、向排出二级处理后的全钒液流电池电解液的电容去离子装置通入浓度为2～4mol/L解吸剂，解吸1～3h，排出解吸剂；将解吸后的一次再生复合电极与直流电源反向连接，通入去离子水冲洗30～60min，得到二次再生复合电极；
以此类推，将步骤3重复1～4次，得到除铁再生的全钒液流电池电解液。
2.根据权利要求1所述的全钒液流电池电解液的除铁再生方法，其特征在于所述待处理的全钒液流电池电解液为硫酸体系电解液；待处理的全钒液流电池电解液：钒浓度为1.2～2mol/L，硫酸浓度为2～5mol/L，铁离子浓度为50～2000mg/L。
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