电解铝为什么不用氯化铝\离子液体\电解氧化铝用惰性电极呢？

[kycest参与者]

作者：贾名
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来源：知乎
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化工的核心考量是成本，要尽量采取简短的流程、使用廉价的底物，而题主的几个设想，在成本上很可能都是没有竞争力的(相对于传统的电解氧化铝-六氟铝酸钠混合物而言)。
1.氯化铝在常压下加热到181摄氏度就直接升华，因此必须要加压，额外的加压和恒压设备显然会带来额外的成本；此外即使在加压下氯化铝的液体范围也非常狭窄，因此又需要非常精确的恒温系统。此外液态氯化铝电导能力差，严重影响电解效率，需要通入更大的电流；
2.电解四氯铝酸钠的问题在于，你首先要制备四氯铝酸钠。固体氯化铝和固体氯化钠是不会直接反应产生四氯铝酸钠的，那么有两个选择：要么是预先在某种溶剂中让氯化钠和氯化铝反应产生四氯铝酸钠，那么这个制备过程会带来额外的成本；要么是让氯化铝和氯化钠中的一种液化，让气态氯化铝和液态氯化钠反应，或者让液态氯化铝和固态氯化钠反应，前者要求更高的温度，后者要求加压。可能加压条件下让液态氯化铝和固态氯化钠反应并同时进行电解是符合题主设想的。然而这里会和1中的情况一样，需要加压和恒压设备并带来额外的成本。此外还有一个必须要考虑的是钠和铝的分离(如果同时产生钠的话)；
3.电解离子液体型四氯铝酸盐的问题在于，虽然电耗低，而且不用考虑加压的问题，但离子液体的成本是较高的：需要花费若干步预先制备，同时有机阳离子会在电解中被不可逆地破坏(不能回收利用)，同时由于有机阳离子部分较大的式量，电解的质量效率是较低的，此外离子液体普遍对水敏感，因此不能不考虑干燥系统的成本；
4.不论电解何种含氯物种，都会产生氯气，而氯气在加热条件下对金属是拥有超过氧气的腐蚀性的(因为金属氯化物在加热条件下往往具有挥发性)，这对于设备材料提出了更高的要求；
5.氧化铝在自然界是存在的，通过物理手段即可大量获得，即氧化铝的成本非常低廉，而氯化铝或者水合氯化铝(题主的几个设想中都必须要用到它们作为某步反应的原料)在自然界是不存在的，并且在储存过程中容易发生水解或风化而变质，也就是必须要预先制备并且立即使用。在之前几点的讨论中也提到了，这毫无疑问会产生额外的成本。

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