电解水同步制酸制碱的方法及装置

本发明涉及电化学反应，尤其涉及一种电解水同步制酸制碱的方法及装置。

背景技术：

1、传统的通过电解水同时造酸和造碱的方法，主要是通过在电解两室之间设置双极膜来实现。双极膜结构上由阳离子交换膜和阴离子交换膜同时构成，并且需要对两种膜进行复合，且在膜之间的界面上设置非常精细的纳米水层，以此实现高电势梯度和水分子在纳米水层中的解离。双极膜技术虽然先进且成熟，但制造工艺复杂，所使用的离子交换膜制造具有很长的流程工艺和较高的价格，在使用过程中寿命有限，性能容易受到电解体系的影响，很大程度上增加了电解水实时制酸制碱工艺的成本。考虑到电解水实时制酸制碱工艺在酸碱生产、氢气和氧气制备等方面的重要作用，有必要开发出一种具有类似功能的低价膜材料，实现对双极膜的替代。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电解水同步制酸制碱的方法及装置。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、第一方面，本发明提供一种电解水同步制酸制碱的方法，其包括：

4、构建由阴极、阴极电解室、隔膜、阳极电解室、阳极组成的电解回路，其中所述阴极电解室和阳极电解室中的电解液为中性盐溶液，所述隔膜为含有氢氧化镁的多孔膜；

5、使所述电解体系进行电解反应，以使所述阴极电解室中的电解液的ph升高而制碱，阳极电解室中的电解液的ph降低而制酸。

6、第二方面，本发明还提供一种电解水同步制酸制碱的电解装置，其包括依次组成电解回路的阴极、阴极电解室、隔膜、阳极电解室以及阳极；

7、所述阴极电解室和阳极电解室中的电解液为中性盐溶液，所述隔膜为含有氢氧化镁的多孔膜。

8、基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

9、本发明所提供的方法和装置构建了一种简单的以氢氧化镁隔膜为中心的电解体系，并将其应用到电解水实时制酸制碱工艺中，发现了一种全新的氢氧化镁制酸制碱机理，实现对现有双极膜工艺的替换，实现了电解水的同步制酸制碱，并显著降低了相关工艺的难度和成本。

10、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

技术特征：

1.一种电解水同步制酸制碱的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔膜的材质包括氢氧化镁以及增强纤维；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隔膜的孔隙率为10-50％，孔径大小为200nm-200μm。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隔膜的制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以所述涂覆浆料中的功能性物质为100％计，所述氢氧化镁的质量分数为50％～95％，所述增强纤维的质量分数为1％～3％，所述造孔剂的质量分数为2％～49％，其中所述功能性物质为所述涂覆浆料中除分散剂外的组分；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为60～350℃，时间为2min～24h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液的溶质包括碱金属盐；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电解液的浓度为0.1-100g/l。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述电解反应时，槽电压为1～500v，所述电解液的温度为1～100℃。

10.一种电解水同步制酸制碱的电解装置，其特征在于，包括依次组成电解回路的阴极、阴极电解室、隔膜、阳极电解室以及阳极；

技术总结本发明公开了一种电解水同步制酸制碱的方法及装置。所述方法包括：构建由阴极、阴极电解室、隔膜、阳极电解室、阳极组成的电解回路，其中阴极电解室和阳极电解室中的电解液为中性盐溶液，隔膜为含有氢氧化镁的多孔膜；使电解体系进行电解反应，以使阴极电解室中的电解液的pH升高而制碱，阳极电解室中的电解液的pH降低而制酸。本发明所提供的方法和装置构建了一种简单的以氢氧化镁隔膜为中心的电解体系，并将其应用到电解水实时制酸制碱工艺中，发现了一种全新的氢氧化镁制酸制碱机理，实现对现有双极膜工艺的替换，实现了电解水的同步制酸制碱，并显著降低了相关工艺的难度和成本。技术研发人员：张波,李武,索玲,马悦,王欣玉,钱玉龙,张万珍,季霞芳,赵玉祥,黄金望,舒永琪,李雪婷,梁建受保护的技术使用者：中国科学院青海盐湖研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/12