真空炉或加热系统在此过程中的主要功能是在电解质盐进入高温电解阶段之前，去除其中所有的水分痕迹。
具体而言，该系统将 KCl-NaCl 等摩尔混合盐置于350°C 的真空环境下加热 12 小时。这一严格的预处理步骤是后续熔盐电解稳定性和安全性的决定性因素。
核心要点 脱水是工艺稳定性的关键“守门员”。通过在 350°C 下完全去除水分，系统可以防止在主要的 750°C 电解过程中可能发生的灾难性电极腐蚀和危险的氢气生成。
脱水的机制
精确的热处理
加热系统将 KCl-NaCl 混合盐维持在稳定的350°C。
仔细选择此温度是为了去除挥发性水分，同时又不至于使盐混合物本身熔化。
真空环境的作用
仅靠加热通常不足以实现深度干燥。应用真空环境可显著提高工艺效率。
真空降低了残留水分的沸点，并从盐结构中物理提取水分，确保彻底干燥。
完全去除所需的时间
该过程依赖于严格的12 小时持续时间。
缩短此阶段的时间是不可行的；延长的处理时间可确保水分从块状材料的核心被去除，而不仅仅是表面层。
为什么去除水分至关重要
脱水阶段旨在防止在主电解过程的750°C 温度下，水分与盐接触时发生的两种特定失效模式。
防止析氢
如果盐中残留水分，在温度飙升时，它会作为反应物。
这会引发析氢反应，产生不需要的气泡，从而破坏电解的稳定性并干扰所需的化学还原。
减轻电极腐蚀
在熔盐温度下，水会变得具有高度腐蚀性。
电解过程中任何水分的存在都会导致电极材料快速化学腐蚀。这不仅会损坏昂贵的设备，还会将杂质引入熔体，从而损害最终产品。
理解工艺偏差的风险
不完全干燥的代价
此阶段的主要权衡是时间与稳定性的关系。
试图缩短 12 小时的周期或降低 350°C 的温度以节省能源会带来严重风险。一旦系统达到 750°C，即使是微量的水分也可能导致严重的设备损坏。
工艺稳定性与效率
虽然 12 小时的前期准备时间会降低吞吐速度，但对于工艺稳定性是必要的。
跳过此步骤会将一个受控的电化学过程转变为一个混乱、腐蚀性的反应环境。
确保操作成功
为保证熔盐电解过程的成功，请遵循以下关于脱水的原则：
- 如果您的主要关注点是设备寿命：确保完成完整的 12 小时周期，以防止水分引起的电极化学腐蚀。
- 如果您的主要关注点是反应纯度：验证真空密封和温度稳定性，以严格防止析氢反应。
此脱水步骤是使 750°C 电解安全、可预测且有效的基本前提。
总结表：
| 参数 | 规格 | 目的 |
|---|---|---|
| 目标材料 | KCl-NaCl 等摩尔盐 | 电解质制备 |
| 脱水温度 | 350°C | 去除水分而不熔化盐 |
| 处理时间 | 12 小时 | 确保深层核心水分提取 |
| 环境 | 真空 | 降低沸点并提取残留水分 |
| 风险缓解 | 氢气与腐蚀 | 防止气体逸出和电极损坏 |
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参考文献
- Tianzhu Mu, Bin Deng. Dissolution Characteristic of Titanium Oxycarbide Electrolysis. DOI: 10.2320/matertrans.mk201616
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
