[发明专利]一种在线测定溶液中离子淌度的方法

说明书

本发明提供了一种在线测定溶液中离子淌度的方法，步骤如下：步骤1、构建氧化还原电对；步骤2、寻找与步骤1中所述的待测离子氧化还原电对相匹配的匹配氧化还原电对；步骤3、利用液流电池，不加外加电场，在所述液流电池上进行放电测试，找出此时的极限电流；步骤4、利用液流电池，在所述液流电池上设置漂移管，漂移管连接直流电源，加外加电场进行放电测试，找出此时的极限电流；步骤5、根据公式计算离子淌度。本发明所需的泵、稀盐酸溶液、多孔石墨电极和电化学测试工作站都是普通实验室常备的材料和仪器。无需专门的复杂设备。

技术领域

本发明涉及一种溶液中离子淌度的测定方法。

背景技术

离子淌度是单位场强下离子迁移的速率，是电解液中一个重要的参数。精确便捷的获得离子淌度是分析电解液性质、改善电化学系统性能的前提和保障。目前主要有两个方法来测量离子淌度。一是先用静置渗透法测量离子的本征扩散系数，再由本征扩散系数D除以RT(R是普适气体常数，T是测试时的温度，以K为单位)来获得。二是通过离子淌度质谱来测量。方法一只考虑了离子的本征扩散系数，忽略了离子的大小、形状以及离子间的相互作用，测得的结果与真实值有较大偏差。方法二用到了离子淌度光谱技术，需要有专门的设备，操作复杂，用时较长且不能直接在线测量。

本发明的目的是提供一种快速精确测定溶液中离子淌度的方法，其特点是无需结构复杂、造价昂贵、测量费时的离子淌度光谱测定仪，通过一个简单的液流电池装置即可测定溶液中的离子淌度，具有较好的适用性和很好的精确度。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种快速精确测定溶液中离子淌度的方法。

本发明的技术方案是：

一种液流电池，所述液流电池包括一个外壳，所述外壳内包括一个膜电极组装体、一个不锈钢环、一个绝缘隔膜、一个第三多孔电极、一个第一流场板、一个漂移管和一个第二流场板；

所述膜电极组装体包括一个第一多孔电极、一个电解质膜和一个第二多孔电极，所述第一多孔电极、一个电解质膜和第二多孔电极依次连接；在所述第一多孔电极远离电解质膜的一侧设有第二流场板，在所述第二流场板的顶端设有集电极；在第二多孔电极远离电解质膜的一侧设有第三多孔电极，在所述第二多孔电极和第三多孔电极之间设有一个空隙；在所述空隙中，沿第二多孔电极到第三多孔电极的方向依次设有不锈钢环绝缘隔膜；在所述第三多孔电极远离空隙的一侧设有第一流场板；在所述第一流场板和第二流场板上均设有流场入口和流场出口；

所述绝缘隔膜设于所述不锈钢环和第三多孔电极之间，所述不锈钢环和绝缘隔膜的上方有一个空隙；

所述漂移管将所述第三多孔电极覆盖，或者所述漂移管将所述第三多孔电极和所述覆盖第一流场板覆盖。

一种在线测定溶液中离子淌度的方法，步骤如下：

步骤1、构建待测离子氧化还原电对：找出待测离子淌度的离子的其他价态离子盐，构成待测离子氧化还原电对；

步骤2、寻找与步骤1中所述的待测离子氧化还原电对相匹配的匹配氧化还原电对(另一种含有多个价态并且可互相转化的离子)，所找出的匹配氧化还原电对应与待测离子氧化还原电对应有0.5V以上的电势差，构成液流电池两极的活性物质，其中电势高的作为正极，电势低的作为负极；

步骤3、取下漂移管，并且不加外加电场，在所述液流电池上进行放电测试，找出此时的极限电流，具体如下：将步骤2中活性物质分别溶解于2mol/L的稀盐酸溶液中，构成液流电池的正负极电解液(对于待测离子和与之匹配的离子盐，选择溶解了电势较高的离子盐的电解液为电池的正极电解液，溶解了电势较低的盐的电解液为负极电解液)；待测离子侧的活性物质浓度为配对离子侧浓度的五分之一到三分之一，确保极限电流是由待测离子出现传输极限而引起的；