專利名稱：熔鹽電化學實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熔鹽電化學實驗裝置，特別是涉及一種能夠為熔鹽電化學實驗提供無水、無氧的實驗環境的熔鹽電化學實驗裝置。
背景技術：
高溫熔鹽電化學技術在化學化工領域有許多重要的應用，如全球最大的電化學冶金工業——招電解工業，就是在氟熔鹽體系中進行電解來獲得金屬鋁的。另外，在核能工業中乏燃料也常常采用熔鹽電解精練技術進行處理回收金屬鈾、钚、釷等核燃料。熔鹽電解質屬于非水體系的電解質，具有很寬的電化學窗口和化學穩定性，這也是熔鹽電解質被廣泛采用的最根本原因。然而，由于傳統的熔鹽電化學裝置非常容易吸收空氣中的氧和水分，氧和水分會造成熔鹽電化學窗口降低或使熔鹽分解，而且氧的存在還會加速高溫環境中各種設備材料的腐蝕速度。因此，傳統的熔鹽電化學裝置會使得在熔鹽電化學工業或實驗研究中通常會面臨水氧干擾的問題，給原本就難以開展的熔鹽電化學實驗研究增添了不小的難度。

發明內容
本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中熔鹽電化學裝置容易吸收空氣中氧和水分的缺陷，提供一種能夠為熔鹽電化學實驗提供無水、無氧的實驗環境的熔鹽電化學實驗裝置。本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本發明提供了一種熔鹽電化學實驗裝置，該熔鹽電化學實驗裝置包括一真空管式爐，其特點在于，該熔鹽電化學實驗裝置還包括一充滿惰性氣體的手套箱，該手套箱與該真空管式爐的進氣端連接。本發明將手套箱與真空管式爐的連接，并使得該手套箱內部的惰性氣體從該真空管式爐的進氣端進入該真空管式爐，從而使得真空管式爐里充滿惰性氣體，為真空管式爐中進行的高溫熔鹽電化學實驗提供了無水、無氧的實驗環境。較佳地，該熔鹽電化學實驗裝置還包括一過渡接管，該過渡接管設置于該手套箱與該真空管式爐的進氣端之間、并分別與該手套箱以及該真空管式爐的進氣端連接。較佳地，該過渡接管的兩端分別通過一連通法蘭與該手套箱以及該真空管式爐的進氣端連接，在提供無水、無氧的實驗環境的同時也可以使得測量電極通過該連通法蘭的孔伸入該真空管式爐中的熔鹽電化學池內進行電化學測試。較佳地，該過渡接管的一端通過一中間設有一密封盲板的連接法蘭與該手套箱連接、另一端通過一連通法蘭與該真空管式爐的進氣端連接，該熔鹽電化學實驗裝置還包括一抽氣裝置，該抽氣裝置連通該手套箱時與該過渡接管不連通，連通該過渡接管時與該手套箱不連通，從而通過該抽氣裝置對該熔鹽電化學實驗裝置進行抽氣和補氣操作，即將該熔鹽電化學反應產生的氣體從該熔鹽電化學實驗裝置中抽出，而在抽氣的過程中該過渡接管與該手套箱之間通過該中間設有一密封盲板的連接法蘭密封后相互之間是不連通的，所以該手套箱中的惰性氣體只能通過該抽氣裝置補充至該真空管式爐中。較佳地，該抽氣裝置包括一第一通路、一第二通路以及一真空泵，該第一通路兩端分別與該真空泵以及該過渡接管連接，該第二通路兩端分別與該第一通路以及該手套箱連接，該第一通路與該第二通路的交接位置設有一用于切換該第一通路和該第二通路的換向閥。利用換向閥，就可以保證抽氣和補氣兩種操作在同一時間只會進行一種，避免了熔鹽反應產生的氣體與手套箱中的惰性氣體相混合。較佳地，熔鹽電化學實驗裝置還包括一中間設有一密封盲板的連接法蘭，該連接法蘭與該真空管的封閉端密封連接，從而可以在不影響手套箱正常工作的前提下對真空管式爐進行打開、清洗以及拆卸更換等操作。本發明的積極進步效果在于本發明的熔鹽電化學實驗裝置利用手套箱中惰性氣體的氛圍，能夠為高溫熔鹽電化學實驗提供無水、無氧的實驗環境，該實驗裝置還具備對熔鹽電解質進行預溶解排氣泡以及重結晶純化的功能。同時，過渡接管的設計使得該實驗裝置還可以在不影響手套箱正常工作的前提下對爐管進行打開、清洗以及拆卸更換等操作。


圖1為本發明的第一實施例的熔鹽電化學實驗裝置的結構圖。圖2為本發明的第二實施例的熔鹽電化學實驗裝置的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。第一實施例如圖1所示，本實施例的熔鹽電化學實驗裝置包括一手套箱1、一過渡接管2、一真空管式爐3、兩個連通法蘭4以及一連接法蘭5，該連接法蘭5的中間設有一密封盲板，從而可以將連接在該連接法蘭5兩端的兩個裝置相互密封。其中，該過渡接管2通過兩個連通法蘭4分別與該手套箱1以及該真空管式爐3 的進氣端連接，而該真空管式爐3的封閉端也與另一密封法蘭5密封連接，此處進氣端也就是該手套箱1中的惰性氣體進入該真空管式爐3所通過的那一端，封閉端就是與進氣端對應的那一端。而該手套箱1中充滿了惰性氣體，通過該過渡接管2使得惰性氣體進入該真空管式爐3，為該真空管式爐3中的熔鹽電化學反應提供無水、無氧的實驗環境。其中，該真空管式爐3中設置有與傳統的供熔鹽電化學反應的熔鹽管式爐相同的立式爐管31，外部設有為熔鹽電化學反應提供高溫環境的環抱式電阻爐32，而供熔鹽電化學反應的熔鹽電化學池就放置在該環抱式電阻爐32在該立式爐管31中產生的恒溫工作區域中。由于該過渡接管2是通過該連通法蘭4與該手套箱1連接的，在這種情況下，可以用一測量電極通過該連通法蘭4上的孔伸入熔鹽電化學池內進行電化學測試。第二實施例 如圖2所示，本實施例的熔鹽電化學實驗裝置包括一手套箱1、一過渡接管2、一真空管式爐3、一連通法蘭4、兩個連接法蘭5以及一抽氣裝置6。而本實施例與第一實施例的區別在于本實施例的熔鹽電化學實驗裝置還包括一抽氣裝置6，并且該過渡接管2是通過一連接法蘭5與該手套箱1密封連接的。其中該抽氣裝置包括一第一通路61、一第二通路62、一真空泵63以及一換向閥 64。該第一通路61的兩端分別與該真空泵63以及該過渡接管2連接，該第二通路62兩端分別與該第一通路61以及該手套箱1連接，而該第一通路61與該第二通路62的交接位置設有用于切換該第一通路61和該第二通路62的該換向閥64。這樣，該抽氣裝置6就會在連通該手套箱1時與該過渡接管2不連通，連通該過渡接管2時與該手套箱1不連通，通過該抽氣裝置6就可以對該熔鹽電化學實驗裝置進行抽氣和補氣操作，即將該熔鹽電化學反應產生的氣體從該熔鹽電化學實驗裝置中抽出，而在抽氣的過程中該過渡接管2與該手套箱1通過該連接法蘭5密封連接后相互之間是不連通的，所以該手套箱中的惰性氣體只能通過該抽氣裝置6經過該過渡接管2補充至該真空管式爐3中，從而為熔鹽電化學反應提供無水、無氧的實驗環境。利用該換向閥64，就可以保證抽氣和補氣兩種操作在同一時間只會進行一種，避免了熔鹽反應產生的氣體與手套箱1中的惰性氣體相混合。利用該抽氣裝置6對該真空管式爐3不斷地進行抽氣操作并在達到一定真空度后停止抽氣操作，就可以在該真空管式爐3中升溫加熱溶解熔鹽固體時保持真空度不變，而不時地進行抽氣操作，就會保證在熔鹽固體完全溶解并且氣泡也完全排進。同時，在熔鹽固體完全溶解后，將該真空管式爐3保溫一段時間，然后利用控溫程序對該真空管式爐3緩慢分段降溫，就會使得熔鹽電解質在冷卻重結晶的過程中得到純化。其中，本實施例的熔鹽電化學實驗裝置中，由于該過渡接管2與該手套箱1之間是采用一連接法蘭5進行密封的，就可以保證該手套箱1中的惰性氣體不受空氣影響。這樣， 就可以依次打開環抱式電阻爐32、該真空管式爐3的封閉端的連接法蘭5，對該真空管式爐 3的內壁進行打掃清洗，清洗完之后封閉該封閉端的連接法蘭5，再合上環抱式電阻爐32， 并利用該抽氣裝置6對該真空管式爐3反復抽氣補氣3次，就完成了真空管式爐3爐管的清洗操作，而對于真空管式爐3的爐管的拆卸操作步驟也與清洗操作類似。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種熔鹽電化學實驗裝置，該熔鹽電化學實驗裝置包括一真空管式爐，其特征在于， 該熔鹽電化學實驗裝置還包括一充滿惰性氣體的手套箱，該手套箱與該真空管式爐的進氣端連接。
2.如權利要求1所述的熔鹽電化學實驗裝置，其特征在于，該熔鹽電化學實驗裝置還包括一過渡接管，該過渡接管設置于該手套箱與該真空管式爐的進氣端之間、并分別與該手套箱以及該真空管式爐的進氣端連接。
3.如權利要求2所述的熔鹽電化學實驗裝置，其特征在于，該過渡接管的兩端分別通過一連通法蘭與該手套箱以及該真空管式爐的進氣端連接。
4.如權利要求2所述的熔鹽電化學實驗裝置，其特征在于，該過渡接管的一端通過一中間設有一密封盲板的連接法蘭與該手套箱連接、另一端通過一連通法蘭與該真空管式爐的進氣端連接，該熔鹽電化學實驗裝置還包括一抽氣裝置，該抽氣裝置連通該手套箱時與該過渡接管不連通，連通該過渡接管時與該手套箱不連通。
5.如權利要求4所述的熔鹽電化學實驗裝置，其特征在于，該抽氣裝置包括一第一通路、一第二通路以及一真空泵，該第一通路兩端分別與該真空泵以及該過渡接管連接，該第二通路兩端分別與該第一通路以及該手套箱連接，該第一通路與該第二通路的交接位置設有一用于切換該第一通路和該第二通路的換向閥。
6.如權利要求1-5中任意一項所述的熔鹽電化學實驗裝置，其特征在于，熔鹽電化學實驗裝置還包括一中間設有一密封盲板的連接法蘭，該連接法蘭與該真空管的封閉端密封連接。
全文摘要
本發明公開了一種熔鹽電化學實驗裝置，熔鹽電化學實驗裝置包括一充滿惰性氣體的手套箱、一過渡接管以及一真空管式爐，該過渡接管設置于該手套箱與該真空管式爐的進氣端之間、并分別與該手套箱以及該真空管式爐的進氣端連接。本發明的熔鹽電化學實驗裝置利用手套箱中惰性氣體的氛圍，能夠為高溫熔鹽電化學實驗提供無水、無氧的實驗環境，該實驗裝置還具備對熔鹽電解質進行預溶解排氣泡以及重結晶純化的功能。同時，過渡接管的設計使得該實驗裝置還可以在不影響手套箱正常工作的前提下對爐管進行打開、清洗以及拆卸更換等操作。
文檔編號B01L1/00GK102553664SQ20121000334
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者左勇, 李曉云, 王敏, 黃鶴 申請人:中國科學院上海應用物理研究所