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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝空气电池,具体涉及一种香椿提取物缓蚀剂的制备方法和应用。
技术介绍
1、随着化石燃料消耗量的增长和对环境的关注,在未来的可再生能源市场中,电化学装置和膜生物反应器等清洁和可持续发展技术非常受欢迎。铝-空气电池属于高能量密度、环境友好型的金属-空气电池类型,因其潜在的高理论能量密度、高理论容量和简单的电化学原理,备受广泛关注。铝-空气电池利用金属铝作为阳极,空气中的氧气作为阴极反应物,通过电化学反应产生电能。特别是在碱性电解质条件下,铝的氧化还原反应表现出优异的电化学性能,使得碱性铝-空气电池在储能设备、便携电源等领域展现了巨大应用前景。然而,铝阳极在碱性环境中的自腐蚀问题严重制约了电池的性能和寿命。
2、在碱性电解质中,铝表面极易与氢氧根离子发生反应,形成氧化铝或氢氧化铝,这些氧化物和氢氧化物层不仅阻碍了电化学反应的有效进行,而且容易形成局部电池效应,加速铝的腐蚀过程。为了减缓铝在碱性环境中的自腐蚀,通常采用加入缓蚀剂的方法。然而,常用的传统无机缓蚀剂和有机缓蚀剂存在高毒性、污染环境、成本高昂且合成复杂等问题,严重限制了它的大规模应用。
3、近年来,植物提取物被认为是一种环保、安全、易得、非毒性、可生物降解和可再生的天然绿色电解液缓蚀剂。它们富含苯丙素、黄酮、鞣质、氨基酸等化合物,可以作为活性中心,促进分子在金属表面的吸附,抑制金属的腐蚀。因此,探索高效的环境友好型天然电解质缓蚀剂是目前研究的重点方向之一。
技术实现思路
1、基于此,本专利技
2、为了解决上述技术问题,本专利技术的目的之一是提供一种香椿提取物缓蚀剂的制备方法,包括如下步骤:
3、s1:将香椿叶或芽用去离子水清洗干净,干燥后采用研磨机将其研磨成香椿粉末;
4、s2:取香椿粉末加入到去离子水中煮沸2-4小时,通过真空抽滤去除滤渣,得到含有香椿提取物和水的混合液;
5、s3:将含有香椿提取物和水的混合液真空冷冻干燥后,用研钵将其研磨成粉末,得到香椿提取物。
6、优选地,所述s1中香椿粉末的粒度为200目。
7、优选地,所述s1中干燥温度为40-60 ℃,干燥时间为24-48 h。
8、优选地,所述s2中香椿粉末和去离子水的质量比为1:20-30。
9、优选地,所述s3中真空冷冻干燥的温度为-80℃~ -100 ℃,时间为24-48 h。
10、基于同一专利技术构思,本专利技术还提供一种缓蚀剂的应用,所述缓蚀剂用于高效铝空电池电解液,所述电解液由0.02-0.05份缓蚀剂、16份强碱、95–105份去离子水组成。
11、优选地,所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
12、作用机理为:在铝空气电池反应中,香椿提取的缓蚀剂含有多种生物活性化合物,如香椿素、香椿酚、多酚类化合物、黄酮类化合物等,这些物质优先吸附于铝阳极表面并产生保护膜,防止水分子与铝阳极表面直接接触,抑制金属的电化学腐蚀反应,使放电性能和阳极利用率显著增强。
13、本专利技术上述一个或多个技术方案具有如下技术效果:
14、(1)本专利技术中采用香椿提取物作为缓蚀剂,拓宽了电解液的电化学稳定性窗口,提高了电解液的稳定性;
15、(2)本专利技术随着香椿提取物缓蚀剂浓度的增加,腐蚀速度逐渐降低;
16、(3)本专利技术制备的电解液用于铝阳极表面时,可以有效抑制自腐蚀,同时降低析氢速率,提高缓蚀效率;
17、(5)本专利技术制备的电解液用于铝空气电池时,能够有效改善铝空气电池放电性能。
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1.一种香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述S1中香椿粉末的粒度为200目。
3.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述S1中干燥温度为40-60 ℃,干燥时间为24-48 h。
4.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述S2中香椿粉末和去离子水的质量比为1:20-30。
5.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述S3中真空冷冻干燥的温度为-80℃~ -100 ℃,时间为24-48 h。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的方法制备的缓蚀剂的应用,其特征在于:所述缓蚀剂用于高效铝空电池电解液,所述电解液由0.02-0.05份缓蚀剂、16份强碱、95–105份去离子水组成。
7.根据权利要求6所述的缓蚀剂的应用,其特征在于:所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
【技术特征摘要】
1.一种香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述s1中香椿粉末的粒度为200目。
3.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述s1中干燥温度为40-60 ℃,干燥时间为24-48 h。
4.根据权利要求1所述的香椿提取物缓蚀剂的制备方法,其特征在于:所述s2中香椿粉末和去离子水的质量比为1:20-30。
<...【专利技术属性】
技术研发人员:吴进芳,高云飞,赵绮乐,王文波,
申请(专利权)人:内蒙古大学,
类型:发明
国别省市:
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