鐵鉻液流電池用電解液技術規范 - 游離酸濃度的測定

NB/T 11067-2023 鐵鉻液流電池用電解液技術規范

范圍
本文件規定了鐵鉻液流電池用電解液的術語和定義、通用要求、抽樣要求和測試方法。包括鐵含量鉻含量、游離酸含量、電導率、密度和黏度的測定方法。
本文件適用于以鹽酸作為溶劑的鐵鉻液流電池用電解液。

術語和定義
GB/T 29840-2013 界定的術語和定義適用于本文件。

通用要求
電解液分類
電解液分為正極電解液和負極電解液。
主要成分含量
電解液中二價鐵離子含量、總鉻含量的比例應符合表1的規定，或由供需雙方協商確定。


雜質元素含量
電解液的雜質元素含量應符合表2的規定，或由供需雙方協商確定。


抽樣要求
取樣要求
每批電解液出廠前均應取樣，進行主要成分含量和雜質元素含量的檢測。
取樣方法
抽樣方法應按照下列步驟進行：
a) 采樣單元數和樣品承裝容器按照 GB/T 6678-2003 中7.6和第10章的相關規定進行確定；
b) 取樣設備及取樣方法按照 GB/T 6678-2003 第6章和第7章的規定，自容器的上、中、下部進行取樣；
c) 將取出的樣品混勻，分裝至3個清潔干燥的容器中，1份做供方檢測使用，1份做需方檢測使用，1份密封保存備查；
d) 用于化學成分測試和物理性質測試的每份樣品量為500mL，或供需雙方協商確定；
e) 樣品的保存按照 GB/T 6678 中第10章的規定進行保存。

試驗規則
樣品準備
樣品的制備應滿足下列要求：
a) 除另有規定外，試劑的純度不低于分析純，所用制劑及制品應按 GB/T 603-2002 的規定制備，實驗用水應符合 GB/T 6682-2008 中三級水的規格；
b) 在標定和使用標準滴定溶液時，滴定速度應保持在1mL/min～3mL/min，所用制劑及制品應按 GB/T 601-2016 的規定制備；
c) 除另有規定外，標準滴定溶液在常溫(15°C~25°C)下保存時間不超過兩個月，當溶液出現渾濁、沉淀、顏色變化等現象時，應重新制備；
d) 用比色皿進行測試時，保證待測液體位于比色皿的2/3～3/4之間。
注：制備的標準滴定溶液的濃度，均指室溫時的濃度。標準滴定溶液標定、直接制備和使用時所用分析天平、砝碼、滴定管、容量瓶、吸管等均須定期校正。溶液以(%)表示的均為質量分數。
外觀檢驗
在光線明亮的室內目測樣品的顏色，其顏色應為墨綠色，且內部無析出。
儀器設備
測試應包含以下儀器設備：
a) 雙束紫外可見分光光度計：其性能及操作應符合 GB/T 7729 的有關規定；
b) 分析天平，精度為0.0001g；
c) 移液槍，規格5mL，精度不低于0.6%；
d) 庫侖滴定儀，電解電流精度±0.25%；
e) 運動黏度儀，其控溫精度不低于±0.1°C。其計時器分度值不大于0.1s的秒表，準確度應在0.07%以內；
f) 選擇適宜的毛細管黏度計與黏度計內徑，黏度計應符合 SY 3607 的要求并按 JJG 155 進行檢定和確定常數；
g) 酸/堿式滴定管，精度不低于0.05mL；
h) 自動電位滴定儀，滴定精度為0.02mL；
i) 其他實驗室常用儀器。
測試試劑
測試試劑應滿足下列要求：
a) 硫酸，應符合 GB/T 625-2007 的要求；
b) 重鉻酸鉀，應符合 GB/T 642-1999 的要求；
c) 氟化鈉，應符合 GB/T 1264-1997 的要求；
d) 氯化鈉，應符合 GB/T 1266-2006 的要求；
e) 磷酸，應符合 GB/T 1282-2013 的要求；
f) 去離子水，應符合 GB/T 6682 中三級水的要求；
g) 鹽酸羥胺，應符合 GB/T 6685-2007 的要求；
h) 氫氧化鈉，應符合 GB/T 11199-2006 的要求。
檢測項目
電解液的總鐵離子濃度含量、二價鐵離子濃度含量、鉻離子濃度含量、游離酸濃度含量和雜質元素含量的檢測為出廠檢測性項目，應逐批檢測。
判定規則
檢測結果與本標準規則不符時，則應從同批電解液加倍取樣，重復檢測全項性能，結果適用于整批電解液，重新檢測的結果如有一項指標不符合本標準要求，則整批電解液不合格。

游離酸濃度的測定
測定步驟
電解液中游離酸濃度的測定按照附錄D的方法進行檢測。
結果計算
電解液的游離酸濃度按公式(6)計算：

式中：
c_H+ ——試樣中游離酸的濃度，單位為摩爾每升(molL)；
c_NaOH ——氫氧化鈉滴定液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V_NaOH ——氫氧化鈉滴定液的滴定體積，單位為毫升(mL)；
V₀ ——待測液的體積，單位為毫升(mL)。

附錄D  (規范性)
游離酸濃度測定的試驗方法
D.1 方法提要
取鐵鉻氧化還原液流電池的電解液樣品，加入氟化鈉屏蔽劑，然后用自動電位滴定氫氧化鈉標準溶液， 滴定曲線(E-V曲線)轉折點即為化學計量點。
D.2 試劑
試劑應滿足以下要求：
a) 氟化鈉溶液：0.1mol/L的氟化鈉；
b) 氫氧化鈉溶液：稱取高純氫氧化鈉0.40g于100mL容量瓶中，加去離子水稀釋至刻度，搖勻，該溶液含氫氧化鈉濃度c_NaOH為0.10molL。
D.3 儀器和設備
試驗宜選用以下儀器和設備：
a) 自動電位定儀：精度為0.02mL；
b) 分析天平，精度為0.0001g；
c) 其他實驗室常用儀器。
D.4 試驗方法
試驗應按照以下步驟進行：
a) 取0.25mL電解液樣品，體積記錄為V₀，濃度為0.1mol/L的氟化鈉10mL，加適量水稀釋；
b) 用濃度為c_NaOH的氫氧化鈉溶液滴定，儀器自動記錄滴定曲線和滴定數據，并記錄滴定終點，滴定曲線(E-V曲線)轉折點即為化學計量點；
c) 儀器設置：滴定步長為0.04mL，平衡時間為10s，滴定至加入的標準液體積為20.00mL；
d) 記錄滴定終點時氫氧化鈉溶液消耗體積V_NaOH；
e) 根據滴定結果計算游離酸濃度。
D.5 結果判定
取平行結果的算術平均值為測定結果，兩次平行測定結果的絕對差值不大于0.3%。


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