功能化离子液体及其在低温电解铝中的应用基础研究

我国是原铝生产和消费大国，但传统的冰晶石－氧化铝电解法生产铝存在着能耗大以及温室气体排放的问题。降低电解温度可以有效降低能耗并可配合惰性电极的使用为减少温室气体的排放创造条件。离子液体的出现为低温电解铝节能新工艺的开发提供了一种可能。本课题拟开发一类以氧化铝为电解铝原料的新型低温电解质，结合离子液体的设计思想，合成出对氧化铝溶解性良好，同时具有良好电化学性能的功能化离子液体，在较低温度下实现铝的电解。含氟离子液体因其电导率高、热稳定性以及电化学稳定性良好，且种类繁多、性质可调，是合成这类低温电解质的首选。当前本课题已合成出一类氟铝酸盐离子液体，具有一定的低温电解铝应用前景，正着手进一步深入研究。

根据项目计划合成了以四氟铝酸根或六氟铝酸根为阴离子的功能化离子液体，然后将其应用于以氧化铝为原料的低温电解铝中。结果表明，离子液体对氧化铝有一定溶解度，但自身结构也遭到破坏，导致氧化铝-氟铝酸盐离子液体的低温电解铝体系电解反应不可持续。因此，在项目执行的中后期，我们调整的研究方案，即着手于氯化铝-氯铝酸盐离子液体的低温电解铝研究。对该体系的阴阳极电解反应进行了研究。通过这两个体系的研究，我们对离子液体的物理化学性质及其在低温电解冶金中的应用前景有了更深刻的认识。