铁铬液流电池用电解液技术规范 - 游离酸浓度的测定

NB/T 11067-2023 铁铬液流电池用电解液技术规范

范围
本文件规定了铁铬液流电池用电解液的术语和定义、通用要求、抽样要求和测试方法。包括铁含量铬含量、游离酸含量、电导率、密度和黏度的测定方法。
本文件适用于以盐酸作为溶剂的铁铬液流电池用电解液。

术语和定义
GB/T 29840-2013 界定的术语和定义适用于本文件。

通用要求
电解液分类
电解液分为正极电解液和负极电解液。
主要成分含量
电解液中二价铁离子含量、总铬含量的比例应符合表1的规定，或由供需双方协商确定。


杂质元素含量
电解液的杂质元素含量应符合表2的规定，或由供需双方协商确定。


抽样要求
取样要求
每批电解液出厂前均应取样，进行主要成分含量和杂质元素含量的检测。
取样方法
抽样方法应按照下列步骤进行：
a) 采样单元数和样品承装容器按照 GB/T 6678-2003 中7.6和第10章的相关规定进行确定；
b) 取样设备及取样方法按照 GB/T 6678-2003 第6章和第7章的规定，自容器的上、中、下部进行取样；
c) 将取出的样品混匀，分装至31个清洁干燥的容器中，1份做供方检测使用，1份做需方检测使用，1份密封保存备查；
d) 用于化学成分测试和物理性质测试的每份样品量为500mL，或供需双方协商确定；
e) 样品的保存按照 GB/T 6678 中第10章的规定进行保存。

试验规则
样品准备
样品的制备应满足下列要求：
a) 除另有规定外，试剂的纯度不低于分析纯，所用制剂及制品应按 GB/T 603-2002 的规定制备，实验用水应符合 GB/T 6682-2008 中三级水的规格；
b) 在标定和使用标准滴定溶液时，滴定速度应保持在1mL/min～3mL/min，所用制剂及制品应按 GB/T 601-2016 的规定制备；
c) 除另有规定外，标准滴定溶液在常温(15°C~25°C)下保存时间不超过两个月，当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象时，应重新制备；
d) 用比色皿进行测试时，保证待测液体位于比色皿的2/3～3/4之间。
注：制备的标准滴定溶液的浓度，均指室温时的浓度。标准滴定溶液标定、直接制备和使用时所用分析天平、砝码、滴定管、容量瓶、吸管等均须定期校正。溶液以(%)表示的均为质量分数。
外观检验
在光线明亮的室内目测样品的颜色，其颜色应为墨绿色，且内部无析出。
仪器设备
测试应包含以下仪器设备：
a) 双束紫外可见分光光度计：其性能及操作应符合 GB/T 7729 的有关规定；
b) 分析天平，精度为0.0001g；
c) 移液枪，规格5mL，精度不低于0.6%；
d) 库仑滴定仪，电解电流精度±0.25%；
e) 运动黏度仪，其控温精度不低于±0.1°C。其计时器分度值不大于0.1s的秒表，准确度应在0.07%以内；
f) 选择适宜的毛细管黏度计与黏度计内径，黏度计应符合 SY 3607 的要求并按 JJG 155 进行检定和确定常数；
g) 酸/碱式滴定管，精度不低于0.05mL；
h) 自动电位滴定仪，滴定精度为0.02mL；
i) 其他实验室常用仪器。
测试试剂
测试试剂应满足下列要求：
a) 硫酸，应符合 GB/T 625-2007 的要求；
b) 重铬酸钾，应符合 GB/T 642-1999 的要求；
c) 氟化钠，应符合 GB/T 1264-1997 的要求；
d) 氯化钠，应符合 GB/T 1266-2006 的要求；
e) 磷酸，应符合 GB/T 1282-2013 的要求；
f) 去离子水，应符合 GB/T 6682 中三级水的要求；
g) 盐酸羟胺，应符合 GB/T 6685-2007 的要求；
h) 氢氧化钠，应符合 GB/T 11199-2006 的要求。
检测项目
电解液的总铁离子浓度含量、二价铁离子浓度含量、铬离子浓度含量、游离酸浓度含量和杂质元素含量的检测为出厂检测性项目，应逐批检测。
判定规则
检测结果与本标准规则不符时，则应从同批电解液加倍取样，重复检测全项性能，结果适用于整批电解液，重新检测的结果如有一项指标不符合本标准要求，则整批电解液不合格。

游离酸浓度的测定
测定步骤
电解液中游离酸浓度的测定按照附录D的方法进行检测。
结果计算
电解液的游离酸浓度按公式(6)计算：

式中：
c_H+ ——试样中游离酸的浓度，单位为摩尔每升(molL)；
c_NaOH ——氢氧化钠滴定液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
V_NaOH ——氢氧化钠滴定液的滴定体积，单位为毫升(mL)；
V₀ ——待测液的体积，单位为毫升(mL)。

附录D  (规范性)
游离酸浓度测定的试验方法
D.1 方法提要
取铁铬氧化还原液流电池的电解液样品，加入氟化钠屏蔽剂，然后用自动电位滴定氢氧化钠标准溶液， 滴定曲线(E-V曲线)转折点即为化学计量点。
D.2 试剂
试剂应满足以下要求：
a) 氟化钠溶液：0.1mol/L的氟化钠；
b) 氢氧化钠溶液：称取高纯氢氧化钠0.40g于100mL容量瓶中，加去离子水稀释至刻度，摇匀，该溶液含氢氧化钠浓度c_NaOH为0.10molL。
D.3 仪器和设备
试验宜选用以下仪器和设备：
a) 自动电位定仪：精度为0.02mL；
b) 分析天平，精度为0.0001g；
c) 其他实验室常用仪器。
D.4 试验方法
试验应按照以下步骤进行：
a) 取0.25mL电解液样品，体积记录为V₀，浓度为0.1mol/L的氟化钠10mL，加适量水稀释；
b) 用浓度为c_NaOH的氢氧化钠溶液滴定，仪器自动记录滴定曲线和滴定数据，并记录滴定终点，滴定曲线(E-V曲线)转折点即为化学计量点；
c) 仪器设置：滴定步长为0.04mL，平衡时间为10s，滴定至加入的标准液体积为20.00mL；
d) 记录滴定终点时氢氧化钠溶液消耗体积V_NaOH；
e) 根据滴定结果计算游离酸浓度。
D.5 结果判定
取平行结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.3%。