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基于na-β-al2o3陶瓷隔膜熔融电解法制备高纯金属纳

基于Na-β-Al2O3陶瓷隔膜熔融电解法制备高纯金属纳

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作者：党国举上海应用技术学院

学位级别：硕士

金属钠作为碱金属元素,由于其具有密度小、熔点低、沸点高、化学性质活泼的优良性质,已成为国民经济发展中应用广泛的重要化工资源。随着我国第四代核反应堆的发展及新兴产业的兴起和新材料的研发和应用,高纯钠的需求量日益增长,然而高... 详细信息

金属钠作为碱金属元素,由于其具有密度小、熔点低、沸点高、化学性质活泼的优良性质,已成为国民经济发展中应用广泛的重要化工资源。随着我国第四代核反应堆的发展及新兴产业的兴起和新材料的研发和应用,高纯钠的需求量日益增长,然而高纯钠资源却往往有价无市。美国和法国的熔盐电解制钠技术具有世界领先水平,但是其相关的工艺条件却处于保密状态。我国的制钠技术起步晚,没有扎实的基础理论指导,制钠水平相对落后。制钠工艺的落后,也就制约着我国制钠工业及相关行业的后续发展。我国的制钠技术水平现在虽然有了很大的进步,但是和世界领先的制钠技术水平相比却还差一大截,所以研究先进的制钠工艺,不仅可以提高我国的制钠水平,‘还能促进国民经济的可持续发展。制备金属钠的主要生产技术有烧碱熔融电解法、食盐熔融电解法等。由上述方法制备出的粗钠杂质较多,纯度达不到相关行业使用的标准,需要进行多次提纯。目前提纯金属钠的方法主要是以工业钠为原料,采用冷阱法、过滤法和蒸馏法进行提纯,但这些方法有各自的一些缺点,而且产品质量不稳定。所以,寻求一种工艺方法简单、制钠纯度高的工艺已是势在必行。随着固体陶瓷电解质材料技术的发展,na-β-al2o3作为一种固体电解质材料,它具有只允许钠离子迁移的通道,使得高纯钠的制备技术变得有望。本实验以na-β-al2o3管为隔膜,将阳极电解质和阴极钠分离开来,进行熔融电解制备作业,目的是为na-β-al2o3隔膜制钠电解槽的优化及制备高纯金属钠工艺提供合理的实验数据。本文的具体工作主要有如下几项内容：1.以na-β-al2o3隔膜制钠电解槽的各项参数为基准,确定na-β-al2o3陶瓷隔膜熔融电解实验的工艺操作流程,撰写工艺流程操作书。2.以na-β-al2o3陶瓷隔膜熔融电解装置实验为基础,优化实验参数。3.实验结果分析通过实验分析可得,电解时几乎无副反应,电流效率接近100%;检测结果表明产物金属钠中钠的质量分数为99.63%以上。

关键词： na-β-al2o3陶瓷熔融电解高纯钠工艺选择

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