一种铅酸蓄电池酸雾的抑制试剂的制作方法

一种铅酸蓄电池酸雾的抑制试剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及抑制有害气相污染物排放的方法，特别是涉及抑制铅酸蓄电池气相污染物排放的方法。
【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池由于价格低廉、性能稳定、制造工艺简单，所以其产量在化学电源总产量中一直占据绝对优势，但铅酸蓄电池在生产及其使用过程中产生的有害气雾污染一直是行业难题。
[0003]铅酸蓄电池生产和使用过程中，都会释放大量的酸性气体。电流通过电池极板的时候，极板不断产生氧气和氢气，这些气体在电解液表面形成气泡，气泡变大并破碎，由于气泡破碎的动力推送，气泡表面液体形成大量的微小的气溶胶喷射到空气中。
[0004]由于电解液是由水、硫酸和铅盐组成，所以上述的气雾是严重的空气污染物。不但腐蚀性强，而且危害人群身体健康，刺激人的皮肤、眼睛、呼吸系统，造成严重身体不适，损害工人身体健康。
[0005]为了解决这种污染物排放问题，蓄电池的生产企业采用机械式的净化系统,基本原理是通过风机将空气中的污染物抽走，并进入喷淋吸收塔，使用碱性物质的水溶液吸收其中的酸性物质，产生的吸收液形成二次污染。或者使用纤维膜截留气雾液滴。发明专利201010230901.1采用外接多重装置，减少酸性雾析出，并设置吸水性树脂吸收释放的酸雾。酸雾的吸收率可以达到79%，但是该方法不能彻底解决问题，依然有超标的酸雾析出。发明专利201110035373.9使用新型的封闭式的内化成系统，但是仍然需要外接酸雾捕集装置和中和处理装置。
[0006]现有的专利都注重于解决已经释放的酸雾的抑制和处理，效果一般，而且设备改造的投资成本高，动力设备的耗能大，耗电高，不符合节能的政策要求。

【发明内容】

[0007]本发明提供一种新的抑制酸雾排放的方法，从源头上解决酸雾问题。
[0008]在电池电解液中直接加入抑制试剂，不需要外加处理装置。这种抑制试剂是采用氟代烷基的化学物质。这类物质直接加入电解液中，自行溶解并分散在电解液中，可以从根本上抑制酸雾的产生。避免使用动力设备。
[0009]根据研究表明，氟代烷基类的化学物质可以改变气泡的弹力，使得液体表面气泡的破裂均匀而缓慢，极大的降低破碎推动力，抑制酸雾的释放。这里所说的“抑制”是指，力口入抑制剂的电池电解液产生的酸雾小于没加抑制剂的电池电解液。
[0010]适合的氟代烷基类的试剂的化学结构可以用下式I表述:
(Rf)m(Q)nX
分子式中的Rf表示氟代烷基基团，可以是全氟代烷基基团也可以是非全氟代烷基基团。术语“烷基”可以是直链烷基也可以是支链烷基，包括f 8个碳原子，优选f 6个碳原子。下标m是I或者2。
[0011]结构式I中的Q是链接基团，其中的η是O或者1，当η取O时，表示Q不存在。Rf和X直接相连。Q可以是亚甲基，乙稀基，烧氧基，烧基硫基，擬基。
[0012]结构式I中的X表示水溶性极性基团，用以增加抑制剂的水溶性。X可以是脂肪胺基团，例如-NR2，羧基，磺酰基，聚氧乙烯醚基团。
[0013]值得注意的是，所描述的蓄电池污染物抑制试剂，并非特定的上述的某一种化合物，也可以是上述两种或者多种化合物的混合物。
[0014]这类物质的用量很少，质量浓度在10ppm-200ppm之间。可以一次性加入，也可以多次添加。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]实验室中，使用两只同规格的起动用铅酸蓄电池(6-QA-105)。其中一只的电解液中加入60ppm质量浓度的酸雾抑制试剂，另外一只未加抑制试剂作为对比样。连接至50A的充放电测试装置(设备编号:D-S-107)，将两只电池完全充电，然后再以5.25A电流充电2小时，取两片湿润的广泛P H试纸,规格为74mm长、6mm宽,分别悬挂于出气口上方2cm处。30秒过后，观察两片试纸，未加入抑制剂的蓄电池上方试纸已经布满红点，PH值从7降低到2，加入试剂的样品试纸表面无变化。继续静置2分钟后，观察加入样的试纸表面依然没有变化。
[0017]C4F9C (O) N ⑶ C3H6NCH2CH3) 2 的制备
5升的四口玻璃烧瓶，分别装有机械搅拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和温度计向瓶内加入600克N，N- 二乙基-3-氨基丙胺，2500克异丙醚。开始搅拌，滴液漏斗中加入1200克的全氟丁酰氟。烧瓶外加冷却水，保持温度为20°C左右，向内滴加全氟丁酰氟，滴加速度缓慢均匀。两个小时左右滴加完毕，继续保温搅拌3小时。向烧瓶内加入2000毫升的去离子水，搅拌后倒入分液漏斗，分离水相。继续用2000毫升的去离子水清洗一遍。弃置水相。减压蒸馏有机相。浓缩得到目的产物。850克的全氟丁酰胺基二乙基丙胺。
[0018]C6F13SO2N (C2H5) C2H4O (C2H4O) n 的制备
I升的四口烧瓶，加入148克N-乙基-N- (2-羟乙基)全氟己基磺酰氟，2.5克三氟甲基乙醚，搅拌升温到75°C，150克环氧乙烷，通过气体钢瓶缓慢的加入到溶液中。加入时间控制在5小时，得到粗品。减压蒸馏。得到产品。
[0019]C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3) 2 CH3CH2CO2 的制备
I升的四口玻璃烧瓶，分别装有机械搅拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和温度计向瓶内加入200克C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3) 2，550克异丙醚，87克碳酸二乙酯。开始搅拌，升温到66度，出现回流，保温2.5小时。蒸馏走溶剂。剩余的固体就是需要的产物，用异丙醚漂洗几次。约得到251克。
[0020]C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3) 2 HCl 的制备
I升的四口玻璃烧瓶，分别装有机械搅拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和温度计向瓶内加入200克C4F9C(O)NOl) C3H6NCH2CH3)2，550克异丙醚，40克36%的盐酸水溶液。开始搅拌，升温到66度，出现回流。保温2.5小时。蒸馏走溶剂。剩余的固体就是需要的产物，用异丙醚漂洗几次。约得到251克。
【主权项】
1.一种抑制铅酸蓄电池产生的气相有害污染物的方法，其特征在于:将抑制试剂加入到电池电解液中，抑制有害污染物的排放。2.根据权利要求1所述的抑制试剂，其特征在于是氟代烷基化合物。3.根据权利要求2所述的氟代烷基化合物，由下式所表述: (R f) ffl (Q) nx 其中R f表示全氟代烷基基团，包含有4-6个碳原子，m是I或者2，Q是亚甲基，乙烯基，烷氧基，磺酰基，羰基，η是O或者I，X是脂肪胺基，羧基，聚氧乙烯醚基团。4.根据权利要求3所述，全氟代烷基基团是CzF2z+1，Z取值为4，5，6。
【专利摘要】本发明提供了一种抑制铅酸蓄电池生产过程中有害气体排放的方法。具体是在生产或者使用过程中，加入抑制试剂，这类抑制试剂是一些含氟的有机物。
【IPC分类】H01M10/12
【公开号】CN104882636
【申请号】CN201410071525
【发明人】陈琪
【申请人】青岛世文精细材料有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年3月1日