CN117597470A - 用于生产碱金属醇盐的三室电解池 - Google Patents
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Abstract
在第一方面，本发明涉及具有三个室的电解池，其中通过例如NaSICON的可渗透阳离子的固态电解质将中间室与阴极室分开，并通过例如对阳离子或阴离子有选择性的扩散阻挡层将中间室与阳极室分开。本发明的特征在于，中间室包括机械搅拌装置。本发明的电解池解决了在电解期间在电解池中间室形成浓度梯度的问题，该问题导致局部pH值低并因此损坏固态电解质。机械搅拌装置使得中间室中的电解质溶液在电解过程中被搅拌，导致中间室中的电解质溶液被混合，因此防止pH梯度的形成。在第二方面，本发明涉及一种用于在根据本发明的电解池中生产碱金属醇盐溶液的方法。
Description
在第一方面，本发明涉及具有三个室的电解池，其中通过例如NaSICON的可渗透阳离子的固态电解质将中间室与阴极室分开，并通过扩散阻挡层将中间室与阳极室分开。本发明的特征在于，中间室包括机械搅拌装置。
根据本发明的电解池解决了在电解期间在电解池中间室形成浓度梯度的问题，该问题导致局部pH值低并因此损坏固态电解质。在电解期间借助于所述机械搅拌装置可以对中间室中的电解质溶液进行搅拌，这防止了pH梯度的形成。
在第二方面，本发明涉及一种用于在根据本发明的电解池中生产碱金属醇盐溶液的方法。
背景技术
碱金属醇盐溶液的电化学生产是一种重要的工业方法，其描述于例如DE 103 60758A1、US2006/0226022 A1和WO 2005/059205 A1中。这些方法的原理反映在电解池中，其中碱金属盐例如氯化钠或NaOH溶液存在于阳极室中，并且所讨论的醇或所讨论的具有低浓度的例如甲醇钠或乙醇钠的碱金属醇盐的醇溶液存在于阴极室中。阴极室和阳极室被传导所用碱金属离子的陶瓷例如NaSICON或钾或锂的类似物分开。在施加电流时，当使用碱金属的氯化物盐时，在阳极处形成氯气，并在阴极处形成氢气和醇盐离子。由于碱金属离子经由对其有选择性的陶瓷从中间室迁移到阴极室内，因此电荷得到平衡。中间室和阳极室之间的电荷平衡由使用阳离子交换膜时阳离子的迁移或使用阴离子交换膜时阴离子的迁移产生，或者由使用非特异性扩散阻挡层时两种类型离子的迁移产生。这增加了阴极室中碱金属醇盐的浓度，并且阳极电解液中钠离子的浓度降低。
NaSICON固态电解质还用于其他化合物的电化学生产中：
WO 2014/008410 A1描述了一种用于生产钛或稀土元素的电解方法。该方法的基础是由TiO2和相应的酸形成氯化钛，然后将其与醇钠反应以生成醇钛和NaCl，最后将其电解转化为元素钛和醇钠。
WO 2007/082092 A2和WO 2009/059315 A1描述了用于生产生物柴油的方法，其中通过借助NaSICON电解生产的醇盐，首先将甘油三酯转化为相应的碱金属甘油三酯，并在第二步中使其与电解产生的质子反应以得到甘油和相应的碱金属氢氧化物。
因此，现有技术描述了在具有离子可渗透层(例如NaSICON固态电解质)的电解池中进行的方法。然而，这些固态电解质通常具有缺乏对酸水溶液的长期稳定性的缺点。这是成问题的，因为在阳极室中电解期间，pH值由于氧化过程而下降(例如在通过歧化或通过氧气形成生产卤素的情况下)。这些酸性条件对NaSICON固态电解质的侵蚀达到了该方法无法在工业规模上使用的程度。为了解决这个问题，现有技术中已经描述了各种方法。
例如，现有技术中已经提出了三室池。这些在电渗析领域是已知的，例如US 6,221,225 B1。
例如WO 2012/048032 A2和US2010/0044242 A1描述了用于在此类三室池中制备次氯酸钠和类似含氯化合物的电化学方法。在此该池的阴极室和中间室被阳离子可渗透的固态电解质例如NaSICON分开。为了保护其免受酸性阳极电解液的影响，例如向中间室供应来自阴极室的溶液。US 2010/0044242A1还在图6中描述了将来自中间室的溶液与来自阳极室的溶液在室外部混合以获得次氯酸钠的可能性。
现有技术中也已提出此类用于生产或纯化碱金属醇盐的池。
例如，US 5,389,211描述了一种用于纯化醇盐溶液的方法，其中使用三室池，其中这些室通过阳离子选择性固态电解质或非离子分隔壁彼此界定。中间室用作缓冲室以防止来自阴极室的经纯化的醇盐或氢氧化物溶液与来自阳极室的受污染溶液混合。
DE 42 33 191 A1描述了在多室池和多个池堆中从盐和醇盐中电解回收醇盐。
WO 2008/076327 A1描述了一种用于生产碱金属醇盐的方法。该方法使用三室池，其中中间室已填充有碱金属醇盐(参见例如WO 2008/076327A1的第[0008]和[0067]段)。这保护了将中间室与阴极室分开的固态电解质以免受存在于阳极室中的溶液的影响，该溶液在电解过程中变得更加酸性。WO 2009/073062A1描述了类似的布置。然而，这种布置的缺点是碱金属醇盐溶液是所需产物，但是其作为缓冲溶液被消耗并持续地被污染。WO 2008/076327A1中描述的方法的另一个缺点是阴极室中醇盐的形成取决于碱金属离子通过两个膜或固态电解质的扩散速率。这进而导致醇盐的形成减慢。
另一个问题是由三室池的几何形状引起的。在这类室中中间室通过扩散阻挡层与阳极室分开并且通过离子传导陶瓷与阴极室分开。在电解期间，这不可避免地会产生pH梯度和死体积。这会损坏离子传导陶瓷，从而增加电解的电压需求和/或导致陶瓷破裂。
虽然这种效果发生在整个电解室中，但是pH值的下降在中间室中特别严重，原因是中间室以离子传导陶瓷来界定。气体通常在阳极和阴极处形成，使得在这些室中至少存在一定程度的混合。相比之下，在中间室中不发生这种混合，从而在其中累积pH梯度。由于通常将盐水相对缓慢地泵送通过电解池，所以这种不想要的效果会增强。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的用于电解生产碱金属醇盐的方法，以及尤其适合于这种方法的电解室。这些并不具有上述缺点，并且尤其是为了确保在累积pH梯度之前对固态电解质的改进的保护并且与现有技术相比更节约地使用反应物。
发明内容
令人意外的是，现已发现解决本发明提出的问题的电解池和方法。
在本发明的第一方面中的电解池E<100>包括至少一个阳极室KA<101>、至少一个阴极室KK<102>和至少一个间置的中间室KM<103>，
其中KA<101>包括阳极EA<104>和出口AKA<106>，
其中KK<102>包括阴极EK<105>、入口ZKK<107>和出口AKK<109>，
其中KM<103>包括入口ZKM<108>，通过扩散阻挡层D<110>与KA<101>分开并通过碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>与KK<102>分开，
其中KM<103>和KA<101>通过连接件VAM<112>彼此连接，液体可通过连接件VAM<112>从KM<103>输送至KA<101>，
并且其特征在于中间室KM<103>包括机械搅拌装置<120>。
在第二方面，本发明涉及一种用于在根据本发明的第一方面的电解池E<100>中生产碱金属醇盐XOR在醇ROH中的溶液L1<115>的方法，
其中所述方法包括同时进行的以下步骤(a)、(b)和(c)：
(a)将包含醇ROH的溶液L2<113>输送通过KK<102>，
(b)将包含X作为阳离子的盐S的中性或碱性水溶液L3<114>输送通过KM，然后经由VAM，然后通过KA<101>，同时机械搅拌装置<120>搅拌KM<103>中的溶液L3<114>。
(c)在EA<104>和EK<105>之间施加电压，
这在出口AKK<109>处提供溶液L1<115>，其中L1<115>中的XOR浓度高于L2<113>中的XOR浓度，
并且这在出口AKA<106>处提供S的水溶液L4<116>，其中L4<116>中的S浓度低于L3<114>中的S浓度，
其中X是碱金属阳离子并且R是具有1至4个碳原子的烷基。
附图说明
图1示出了根据本发明的电解池<100>和根据本发明的方法的优选的实施方案。三室池E<100>包括阴极室KK<102>、阳极室KA<101>和间置的中间室KM<103>。
阴极室KK<102>包括阴极EK<105>、入口ZKK<107>和出口AKK<109>。
阳极室KA<101>包括阳极EA<104>和出口AKA<106>并且经由连接件VAM<112>连接到中间室KM<103>。
中间室KM<103>包括入口ZKM<108>。
这三个室以该三室池E<100>的外壁<117>为边界。阴极室KK<102>也通过NaSICON固态电解质FK<111>与中间室KM<103>分开，NaSICON固态电解质FK<111>选择性地可渗透钠离子。中间室KM<103>进而另外地通过扩散阻挡层D<110>与阳极室KA<101>分开。NaSICON固态电解质FK<111>和扩散阻挡层D<110>在三室池E<100>的整个深度和高度上延伸。扩散阻挡层D<110>由玻璃制成。
在根据图1的实施方案中，连接件VAM<112>在电解池E<100>外部形成，尤其是通过管或软管形成，其材料可以选自橡胶、金属和塑料。通过连接件VAM<112>，可以将液体从中间室KM<103>输送到三室池E<100>的外壁WA<117>外部的阳极室KA<101>。连接件VAM<112>将出口AKM<118>连接至入口ZKA<119>，出口AKM<118>渗透在中间室KM<103>底部处的电解池E<100>的外壁WA<117>，入口ZKA<119>渗透在阳极室KA<101>底部处的电解池E<100>的外壁WA<117>。
pH为10.5的氯化钠水溶液L3<114>经由入口ZKM<108>沿重力方向引入到中间室KM<103>中。在来自中间室KM<103>的出口AKM<118>和通向阳极室KA<101>的入口ZKA<119>之间形成的连接件VAM<112>将中间室KM<103>连接至阳极室KA<101>。通过连接件VAM<112>将氯化钠溶液L3<114>从中间室KM<103>输送到阳极室KA<101>。
将甲醇钠的甲醇溶液L2<113>经由入口ZKK<107>输送到阴极室KK<102>中。
同时，在阴极EK<105>和阳极EA<104>之间施加电压。这导致电解液L2<113>中的甲醇还原以在阴极室KK<102>中产生甲醇盐和H2(CH3OH+e-→CH3O-+1/2H2)。同时，钠离子从中间室KM<103>通过NaSICON固态电解质FK<111>扩散到阴极室KK<102>中。总体而言，这增加了阴极室KK<102>中甲醇钠的浓度，这提供了甲醇钠浓度比L2<113>的甲醇钠浓度高的甲醇钠的甲醇溶液L1<115>。
在阳极室KA<101>中，氯离子发生氧化以产生分子氯(Cl-→1/2Cl2+e-)。在出口AKA<106>中，获得水溶液L4<116>，其中与L3<114>相比，NaCl的含量减少。水中的氯气(Cl2)根据反应Cl2+H2O→HOCl+HCl形成次氯酸和盐酸，其进一步与水分子发生酸性反应。该酸性损害了NaSICON固态电解质<111>，但是通过根据本发明的布置被限制在阳极室KA<101>中，并且因此远离电解池E<100>中的NaSICON固态电解质FK<111>。这显著增加了其寿命。
在中间室KM<103>中，还有以螺旋桨搅拌器<121>形式的机械搅拌装置<120>，该机械搅拌装置通过电机＜122＞操作，螺旋桨搅拌器通过传输线路＜124＞连接到电机。螺旋桨搅拌器＜121＞自由悬挂在中间室KM＜103＞中，但也可以固定在外壁WA＜117＞的内侧。传输线路<124>通过中间室KM<103>外壁中的切口<125>到达电解池E<100>。通过入口ZKM<108>供应的水溶液L3<114>通过螺旋桨搅拌器<121>的操作进行混合，这导致涡流和湍流。溶液L3<114>中的这种湍流防止中间室KM<103>中随着电解的进行累计pH梯度，并防止在直接毗邻NaSICON固态电解质<111>的溶液中形成低pH。这进一步增加了NaSICON固态电解质<111>的使用寿命。
图2示出了根据本发明的电解池和根据本发明的方法的另一个实施方案，其对应于图1中所示的实施方案。这里的区别在于机械搅拌装置<120>，而不是图1中描述的螺旋桨搅拌器<121>，包括一个磁力搅拌棒<123-1>，该搅拌棒可以通过设置在中间室KM<103>外部的磁力搅拌器***<123-2>进行操作。如图1所示的实施方案，通过入口ZKM<108>供应的水溶液L3<114>通过该机械搅拌装置<120>而涡旋。溶液L3<114>中的这种湍流破坏了中间室KM<103>中随着逐渐电解而形成的pH梯度。
具体实施方式
4.1电解池E
本发明的第一方面涉及电解池E<100>。本发明的第一方面中的电解池E<100>包括至少一个阳极室KA<101>、至少一个阴极室KK<102>和至少一个间置的中间室KM<103>。这还包括具有多于一个阳极室KA<101>和/或阴极室KK<102>和/或中间室KM<103>的电解池E<100>。例如，在DD 258 143A3和US2006/0226022 A1中描述了这样的电解池，其中这些室以模块的形式彼此接合。
阳极室KA<101>包括阳极EA<104>。有用的此类阳极EA<104>是在本领域技术人员熟悉的在本发明的第二方面中根据本发明方法的条件下稳定的任何电极。这些特别描述于WO2014/008410A1的第[024]段或DE 10360758A1的第[031]段中。该电极EA<104>可以由一个层组成或者由彼此平行的多个平面层组成，每个可以是打孔的或扩展的。阳极EA<104>尤其包含负载在诸如钛或(一种铁/镍/钴合金，其中各个组分优选如下：54质量％的铁、29质量％的镍、17质量％的钴)的载体上的选自氧化钌、氧化铱、镍、钴、钨酸镍、钛酸镍、诸如特别是铂的贵金属的材料。其他可能的阳极材料尤其是不锈钢、铅、石墨、碳化钨、二硼化钛。优选地，阳极EA<104>包括涂布有氧化钌/氧化铱的钛阳极(RuO2+IrO2/Ti)。
阴极室KK<102>包括阴极EK<105>。有用的这种阴极EK<105>是在这些条件下稳定的本领域技术人员熟悉的任何电极。这些特别地描述于WO 2014/008410A1的第[025]段或DE10360758 A1的第[030]段中。该电极EK<105>可以选自网状毛、三维矩阵结构和“球”。阴极EK<105>尤其包含选自钢、镍、铜、铂、镀铂金属、钯、碳载钯、钛的材料。优选地，EK<105>包含镍。
所述至少一个中间室KM<103>位于阳极室KA<101>与阴极室KK<102>之间。
电解池E<100>通常具有外壁WA<117>。外壁WA<117>尤其是由选自钢(优选橡胶化的钢)、塑料(尤其是(热固性聚二环戊二烯))、PVC(聚氯乙烯)、PVC-C(后氯化聚氯乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)的材料制成。WA<117>尤其是可以针对入口和出口打孔。在WA<117>内则有所述至少一个阳极室KA<101>、所述至少一个阴极室KK<102>和所述至少一个间置的中间室KM<103>。
KM<103>通过扩散阻挡层D<110>与KA<101>分开并通过碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>与KK<102>分开。
对于扩散阻挡层D<110>，可以使用在本发明的第二方面中在根据本发明方法的条件下稳定并且防止或减缓质子从存在于阳极室KA<101>的液体进入中间室KM<103>的转移的任何材料。
使用的扩散阻挡层D<110>尤其是非离子特异性分隔壁或可渗透特定离子的膜。扩散阻挡层D<110>优选为非离子特异性分隔壁。
非离子特异性分隔壁的材料尤其选自：织物，其尤其是纺织织物或金属编织物；玻璃，其尤其是烧结玻璃或玻璃料；陶瓷，尤其是陶瓷料；膜隔膜；更优选为玻璃。
如果扩散阻挡层D<110>是“特定离子可渗透的膜”，则根据本发明这意味着相对于其他离子而言相应的膜促进特定离子扩散通过其中。更具体地，这意味着相对于相反电荷的离子而言该膜促进特定电荷类型离子扩散通过其中。甚至更优选地，特定离子可渗透的膜还相对于相同电荷类型的其他离子而言促进特定一种电荷类型离子扩散通过其中。
如果扩散阻挡层D<110>是“特定离子可渗透的膜”，则扩散阻挡层D<110>尤其是阴离子传导膜或阳离子传导膜。
根据本发明，阴离子传导膜是选择性传导阴离子、优选选择性传导特定阴离子的那些膜。换句话说，相对于阳离子、尤其是相对于质子而言，它们促进阴离子扩散通过其中；甚至更优选地，相对于其他阴离子扩散通过其中而言，它们额外地促进特定阴离子扩散通过其中。
根据本发明，阳离子传导膜是选择性传导阳离子、优选选择性传导特定阳离子的那些膜。换句话说，相对于阴离子而言，这些膜促进阳离子扩散通过其中；甚至更优选地，相对于其他阳离子扩散通过其中而言，这些膜额外地促进特定阳离子扩散通过其中；更优选地，相对于质子而言，这些膜还促进不为质子的阳离子、更优选钠阳离子扩散通过其中。
“相对于其他离子Y的扩散而言促进特定离子X的扩散”更具体地是指，对于所讨论的膜而言在给定温度下离子类型X的扩散系数(单位：m2/s)是对于所讨论的膜而言离子类型Y的扩散系数的10倍、优选100倍、优选1000倍。
如果扩散阻挡层D<110>是“特定离子可渗透的膜”，则其优选是阴离子传导膜，因为这特别有效地防止质子从阳极室KA<101>扩散到中间室KM<103>内。
所用阴离子传导膜尤其是对盐S所涵盖的阴离子具有选择性的阴离子传导膜。这样的膜是本领域技术人员已知的并且可以被本领域技术人员使用。
盐S优选为X的卤化物、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐，甚至更优选卤化物。
卤化物有氟化物、氯化物、溴化物、碘化物。最优选的卤化物是氯化物。
所用阴离子传导膜优选是对卤化物、优选氯化物具有选择性的阴离子传导膜。
阴离子传导膜例如见述于：M.A.Hickner,A.M.Herring,E.B.Coughlin,Journalof Polymer Science,B部分:Polymer Physics 2013,51,1727-1735；C.G.Arges,V.Ramani,P.N.Pintauro,Electrochemical Society Interface 2010,19,31-35；WO2007/048712 A2；Volkmar M.Schmidt,Elektrochemische Verfahrenstechnik:Grundlagen,Reaktionstechnik,Prozessoptimierung的教科书第181页[ElectrochemicalEngineering:Fundamentals,Reaction Technology,Process Optimization],第1版(2003年10月8日)。
因此，甚至更优选地，所用阴离子传导膜为尤其是选自聚乙烯、聚苯并咪唑、聚醚酮、聚苯乙烯、聚丙烯的有机聚合物，以及氟化膜诸如聚全氟乙烯，优选聚苯乙烯，其中这些具有选自-NH3 +、-NRH2 +、-NR3 +、＝NR+、-PR3 +的共价键合官能团，其中R为优选具有1至20个碳原子的烷基或其他阳离子基团。它们优选具有选自-NH3 +、-NRH2 +和-NR3 +、更优选选自-NH3 +和-NR3 +、甚至更优选NR3 +的共价键合官能团。
如果扩散阻挡层D<110>是阳离子传导膜，则其尤其是对盐S所涵盖的阳离子具有选择性的膜。甚至更优选地，扩散阻挡层D<110>是碱金属阳离子传导膜，甚至更优选钾和/或钠离子传导膜，最优选钠离子传导膜。
例如，在Volkmar M.Schmidt的教科书Elektrochemische Verfahrenstechnik:Grundlagen,Reaktionstechnik,Prozessoptimierung,第1版(2003年10月8日)的第181页描述了阳离子传导膜。
因此，甚至更优选地，所用阳离子传导膜为尤其是选自聚乙烯、聚苯并咪唑、聚醚酮、聚苯乙烯、聚丙烯的有机聚合物，以及氟化膜诸如聚全氟乙烯，优选聚苯乙烯和聚全氟乙烯，其中这些带有选自以下的共价键合官能团：-SO3 -、-COO-、-PO3 2-和-PO2H-，优选-SO3 -(描述于DE 10 2010 062804A1、US 4,831,146中)。
这例如可以是磺化聚全氟乙烯(CAS号：31175-20-9)。这些是本领域技术人员例如从WO 2008/076327 A1(第[058]段)、US 2010/0044242A1(第[042]段)或US2016/0204459 A1已知，并且可以商品名/>F、PC-/>市售可得。/>膜例如见述于S.A.Mareev,D.Yu.Butylskii,N.D.Pismenskaya,C.Larchet,L.Dammak,V.V.Nikonenko,Journal of Membrane Science 2018,563,768-776。
如果使用阳离子传导膜作为扩散阻挡层D<110>，则其例如可以是用磺酸基团官能化的聚合物，尤其是下式PNAFION的聚合物，其中n和m可以独立地是1至106的整数，优选10至105的整数，更优选102至104的整数。
有用的碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>是能够将阳离子、尤其是碱金属阳离子、甚至更优选钠阳离子从中间室KM<103>输送到阴极室KK<102>中的任何固态电解质。这种固态电解质对于本领域技术人员来说是已知的并且例如描述于DE 10 2015 013 155A1；WO 2012/048032A2,第[0035]、[0039]、[0040]段；US2010/0044242 A1,第[0040]、[0041]段；DE 10360758 A1,第[014]至[025]段。它们以名称NaSICON、LiSICON、KSICON进行销售。优选钠离子传导性固体电解质FK<111>，更优选具有NaSICON结构。可根据本发明使用的NaSICON结构还例如描述于N.Anantharamulu,K.Koteswara Rao,G.Rambabu,B.VijayaKumar,Velchuri Radha,M.Vithal,J Mater Sci 2011,46,2821-2837。
NaSICON优选具有下式的结构：
MI 1+2w+x-y+z MII w MIII x ZrIV 2-w-x-y MV y(SiO4)z(PO4)3-z.
MI选自Na+、Li+，优选Na+。
MII为二价金属阳离子，优选选自Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Co2+、Ni2+，更优选选自Co2+、Ni2+。
MIII为三价金属阳离子，优选选自Al3+、Ga3+、Sc3+、La3+、Y3+、Gd3+、Sm3+、Lu3+、Fe3+、Cr3 +，更优选选自Sc3+、La3+、Y3+、Gd3+、Sm3+，尤其优选选自Sc3+、Y3+、La3+。
MV为五价金属阳离子，优选选自V5+、Nb5+、Ta5+。
罗马指数I、II、III、IV、V表示相应金属阳离子以何氧化数存在。
w、x、y、z为实数，其中0≤x<2，0≤y<2，0≤w<2，0≤z<3，
并且其中对w、x、y、z进行选择使得1+2w+x-y+z≥0且2-w-x-y≥0。
甚至更优选地，根据本发明，NaSICON具有式Na(1+v)Zr2SivP(3–v)O12的结构，其中v是实数，其中0≤v≤3。最优选地，v＝2.4。
阴极室KK<102>还包括入口ZKK<107>和出口AKK<109>，其能够将液体例如溶液L2<113>添加至阴极室KK<102>以及去除其中存在的液体例如溶液L1<115>。入口ZKK<107>和出口AKK<109>安装在阴极室KK<102>上，使得溶液在流动通过阴极室KK<102>时与阴极EK<105>接触。这是在实施本发明的第二方面中的根据本发明的方法中，当碱金属醇盐XOR在醇ROH中的溶液L2<113>输送通过KK<102>时在出口AKK<109>处获得溶液L1<115>的必要条件。
阳极室KA<101>还包括出口AKA<106>，其能够去除阳极室KA<101>中存在的液体，例如水溶液L4<116>。另外，中间室KM<103>包括入口ZKM<108>，而KA<101>和KM<103>通过连接件VAM<112>彼此连接，通过连接件VAM<112>可将液体从KM<103>输送到KA<101>中。结果是，溶液L3<114>可以经由入口ZKM<108>引入KM<103>，并且可以将其输送通过KM<103>，然后经由VAM<112>进入阳极室KA<101>，并且最后通过阳极室KA<101>。将VAM<112>和出口AKA<106>安装在阳极室KA<101>上，使得溶液L3<114>在流动通过阳极室KA<101>时与阳极EA<104>接触。这是在实施本发明的第二方面中的根据本发明的方法中，当溶液L3<114>首先输送通过KM<103>，然后VAM<112>，然后KA<101>时在出口AKA<106>处获得水溶液L4<116>的必要条件。
可以通过本领域技术人员已知的方法将入口ZKK<107>、ZKM<108>、ZKA<119>和出口AKK<109>、AKA<106>、AKM<118>安装在电解池E<100>上。
连接件VAM<112>可以形成在电解池E<100>内和/或在电解池E<100>外部，优选在电解池E<100>内。
如果连接件VAM<112>形成在电解池E<100>内，则其优选地由扩散阻挡层D<110>中的至少一个打孔形成。
如果连接件VAM<112>形成在电解池E<100>外部，则优选其由在电解池E<100>外部延伸的KM<103>和KA<101>的连接形成，尤其是穿过外壁WA<117>的出口AKM<118>形成在中间室KM<103>中，优选地在中间室KM<103>的底部处，入口ZKM<108>更优选地在中间室KM<103>的顶端处，并且穿过外壁WA<117>的入口ZKA<119>形成在阳极室KA<101>中，优选地在阳极室KA<101>的底部处，并且这些通过导管连接例如管道或软管连接，所述导管优选地包括选自橡胶和塑料的材料。出口AKA<106>则更优选地在阳极室KA<101>的顶端处。
“出口AKM<118>在中间室KM<103>的底部处”的含义是出口AKM<118>以这样的方式附接至电解池E<100>，使得溶液L3<114>沿重力方向离开中间室KM<103>。
“入口ZKA<119>在阳极室KA<101>的底部处”的含义是入口ZKA<119>以这样的方式附接至电解池E<100>，使得溶液L3<114>逆重力进入阳极室KA<101>。
“入口ZKM<108>在中间室KM<103>的顶端处”的含义是入口ZKM<108>以这样的方式附接至电解池E<100>，使得溶液L3<114>沿重力方向进入中间室KM<103>。
“出口AKA<106>在阳极室KA<101>的顶端处”的含义是将出口AKA<106>以这样的方式安装在电解池E<100>上，使得溶液L4<116>逆重力离开阳极室KA<101>。
当出口AKM<118>由在中间室KM<103>的底部处的外壁WA<117>形成并且入口ZKA<119>由在阳极室KA<101>的底部处的外壁WA<117>形成时，该实施方案是特别有利的并且因此是优选的。这种布置使得能够以特别简单的方式从具有L4<116>的阳极室KA<101>中去除在阳极室KA中形成的气体，以便将它们进一步分离。
当在电解池E<100>外部形成连接件VAM<112>时，特别是，将ZKM<108>和AKM<118>布置在中间室KM<103>的外壁WA<117>的相对两端(即ZKM<108>在电解池E<100>的底部处，AKM<118>在电解池E<100>的顶端处，或反之亦然)并且将ZKA<119>和AKA<106>布置在阳极室KA<101>的外壁WA<117>的相对两端(即ZKA<119>在电解池E<100>的底部处，AKA<106>在电解池E<100>的顶端处，或反之亦然)，如图1更具体地所示。凭借该几何构造，L3<114>必须流动通过KM<103>和KA<101>这两个室。这里，ZKA<119>和ZKM<108>可以形成在电解池E<100>的同一侧上，在这种情况下，AKM<118>和AKA<106>也自动地形成在电解池E<100>的同一侧上。替代地，如图1所示，ZKA<119>和ZKM<108>可以形成在电解池E<100>的相对侧上，在这种情况下，AKM<118>和AKA<106>也自动地形成在电解池E<100>的相对侧上。
当连接件VAM<112>形成在电解池E<100>内时，这尤其是可以在电解池E<100>的一侧(“A侧”)实现，该侧是电解池E<100>的顶端或底部，优选如图2所示的顶端，包括入口ZKM<108>和出口AKA<106>，并且扩散阻挡层D<110>从该侧(“A侧”)开始延伸进入电解池E<100>，但未完全到达电解池E<100>的与A侧相对的一侧(“B侧”)，即电解池E<100>的底部或顶端，同时覆盖三室池E<100>的高度的50％或更多，优选覆盖三室池E<100>的高度的60％至99％，更优选三室池E<100>的高度的70％至95％，甚至更优选三室池E<100>的高度的80％至90％，还更优选三室池E<100>的高度的85％。由于扩散阻挡层D<110>不接触三室池E<100>的B侧，因此在扩散阻挡层D<110>与三室池E<100>的B侧的外壁WA<117>之间产生间隙。在这种情况下，间隙是连接件VAM<112>。凭借该几何构造，L3<114>必须完全流动通过KM<103>和KA<101>这两个室。
这些实施例最好地确保了盐水溶液L3<114>在与阳极EA<104>接触之前流动通过酸敏感性固态电解质，这导致酸的形成。
根据本发明，“电解池E<100>的底部”是电解池E<100>的这样的一侧：溶液(例如在图1中AKM<118>的情况下为L3<114>)以与重力相同的方向穿过该侧从电解池E离开，或者是电解池E的这样的一侧：将溶液(例如在图1和2中ZKK<107>的情况下为L2<113>，以及在图1中AKA<119>的情况下为L3<114>)逆重力穿过该侧供给至电解池E。
根据本发明，“电解池E的顶端”是电解池E的这样的一侧：溶液(例如图1和2中在AKA<106>的情况下为L4<116>，在AKK<109>的情况下为L1<115>)逆重力穿过该侧从电解池E离开，或者是电解池E的这样的一侧：溶液(例如在图1和2中ZKM<108的情况下为L3<114>)以与重力相同的方向穿过该侧供给至电解池E。
根据本发明，中间室KM包括机械搅拌装置<120>。根据本发明，机械搅拌装置<120>处于物质的固态。这种合适的机械搅拌装置是本领域技术人员已知的对于电解条件足够惰性的任何搅拌装置。
机械搅拌装置<120>尤其是包含至少一种选自以下的材料：橡胶；塑料，尤其是选自聚苯乙烯、聚丙烯、PVC、PVC-C；玻璃；瓷；金属。所述金属尤其是选自钛、铁、钼、铬、镍、铂、金、银的金属或两种或更多种选自钛、铁、钼、铬、镍、铂、金、银的金属的合金，优选包含至少两种选自钛、铁、钼、铬、镍、铂、金、银的金属的合金，甚至更优选包含铁以及至少一种选自钛、钼、铬、镍、铂、金、银的其他金属的钢合金并且最优选为不锈钢。
甚至更优选地，机械搅拌装置<120>包含磁性材料，使其可以用磁力搅拌器***操作。
机械搅拌装置<120>尤其是选自螺旋桨搅拌器、斜叶片搅拌器、盘式搅拌器、翻滚盘式搅拌器、空心叶片搅拌器、叶轮搅拌器、横梁搅拌器、锚式搅拌器、桨式搅拌器、门式搅拌器、螺旋搅拌器、齿盘搅拌器、低容量搅拌器，优选螺旋桨搅拌器。
机械搅拌装置<120>通常由电机驱动，电机优选为电解池E<100>外部的电机。例如，这可能是通过传输线路<124>连接到螺旋桨搅拌器<121>的电机<122>，传输线路<124>通过中间室KM<103>外壁的切口<125>延伸到电解池E<100>中，如图1所示。
或者，螺旋桨搅拌器也可以是磁性的，其是一个由位于中间室KM<103>外部的磁性搅拌器***<123-2>驱动的磁性搅拌棒<123-1>，如图2所示。
磁力搅拌装置<120>可以松散地悬挂在中间室KM<103>中，如图1所示。
替代地，机械搅拌装置<120>也可以固定在例如固态电解质FK<111>上、固定在扩散阻挡层D<110>上、或固定在界定中间室KM<103>的内部的外壁<117>上。该固定可以通过本领域技术人员已知的方法实现，例如通过螺钉连接、夹紧、粘合剂(聚合物粘合剂、PVC粘合剂)粘合。
在根据本发明的第一方面的电解池E<100>的一个优选的实施方案中，机械搅拌装置<120>包括与碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>平行对齐的螺旋桨。
在根据本发明的第一方面的电解池E<100>的一个优选的实施方案中，机械搅拌装置<120>占中间室KM所涵盖体积的比例ζ为1％至99％，更优选2％至50％，甚至更优选3％至40％，甚至更优选4％至30％，甚至更优选5％至20％，最优选6％至10％。
比例ζ(％)通过ζ＝[(VO-VM)/VO]*100来计算。
这里的VO是如果中间室KM<103>不包括机械搅拌装置<120>的话能够由中间室KM<103>容纳的液体例如电解液L3<114>的最大体积。
这里的VM是如果中间室KM<103>包括机械搅拌装置<120>的话能够由中间室KM<103>容纳的液体例如电解液L3<114>的最大体积。
令人意外地发现，在根据本发明的方法期间，中间室KM<103>中的机械搅拌装置<120>导致流动通过中间室KM<103>的电解液L3<114>的湍流和涡旋。这减缓或完全防止了在电解期间pH梯度的形成，这保护了酸敏感性固态电解质FK<111>并且因此确保了更长的电解运行时间或延长了电解池E<100>的寿命。
显然，将机械搅拌装置<120>安装在中间室KM<103>中，使得其充分地确保或不完全地阻止电解液L3<114>流动通过中间室KM<103>和阳极室KA<101>。
在根据本发明的电解池的一个优选的实施方案中，机械搅拌装置<120>中断了中间室KM中入口ZKM<108>与连接件VAM<112>之间的直接路径。
通过以下“丝线试验”确定中间室KM中入口ZKM<108>与连接件VAM<112>之间的直接路径是否中断：
1.使丝线穿过入口ZKM<108>通向中间室KM的开口，并从连接件VAM<112>通向中间室KM的开口穿出。这里的丝线足够长，使得其两端位于中间室KM的外部。
2.在丝线的两端施加相反方向的力，使得丝线拉紧而不断裂。
3.如果当根据步骤1和2将丝线引入中间室并拉紧时至少有一根丝线在机械搅拌装置<120>操作期间接触到机械搅拌装置<120>，则满足“中间室KM中入口ZKM<108>与连接件VAM<112>之间的直接路径被中断”这一特征。
4.如果当根据步骤1和2将丝线引入中间室并拉紧时没有丝线在机械搅拌装置<120>操作期间接触到机械搅拌装置<120>，则不满足“中间室KM中入口ZKM<108>与连接件VAM<112>之间的直接路径被中断”这一特征。
丝线尤其是由缝纫线(例如来自Gütermann)、钓鱼线、细绳制成。
最优选地，使用直径为0.2mm的钓鱼线例如由Hemingway或Nexos出售的钓鱼线进行丝线试验。
4.2根据本发明的方法步骤
根据本发明的第二方面的方法是用于在根据本发明的第一方面的电解池E<100>中生产碱金属醇盐XOR在醇ROH中的溶液L1<115>的方法。
根据本发明的第二方面的方法包括同时进行的步骤(a)、(b)和(c)。
在步骤(a)中，将包含醇ROH、优选包含碱金属醇盐XOR和醇ROH的溶液L2<113>输送通过KK<102>。X是碱金属阳离子且R是具有1至4个碳原子的烷基。
X优选选自Li+、K+、Na+，更优选选自K+、Na+。最优选地，X＝Na+。
R优选选自正丙基、异丙基、乙基和甲基，更优选选自乙基和甲基。R最优选是甲基。
溶液L2<113>优选不含水。根据本发明，“不含水”是指，基于溶液L2<113>中醇ROH的重量，溶液L2<113>中水的重量(质量比)≤1:10，更优选≤1:20，甚至更优选≤1:100，甚至更优选≤0.5:100。
如果溶液L2<113>包含XOR，则基于整个溶液L2<113>，溶液L2<113>中XOR的质量比例尤其是>0重量％至30重量％，优选5重量％至20重量％，更优选10重量％至20重量％，更优选10重量％至15重量％，最优选13重量％至14重量％，最最优选13重量％。
如果溶液L2<113>包含XOR，则溶液L2<113>中XOR与醇ROH的质量比尤其在1:100至1:5的范围内，更优选在1:25至3:20的范围内，甚至更优选在1:12至1:8的范围内，甚至更优选为1:10。
在步骤(b)中，将包含X作为阳离子的盐S的中性或碱性水溶液L3<114>输送通过KM<103>，然后经由VAM<112>，然后通过KA<101>，同时机械搅拌装置<120>搅拌KM<103>中的溶液L3<114>。
盐S优选为X的卤化物、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐，甚至更优选卤化物。
卤化物有氟化物、氯化物、溴化物、碘化物。最优选的卤化物是氯化物。
水溶液L3<114>的pH≥7.0，优选在7至12的范围内，更优选在8至11的范围内，甚至更优选10至11，最优选10.5。
基于整个溶液L3<113>，溶液L3<113>中盐S的质量比例优选在>0重量％至20重量％、优选1重量％至20重量％、更优选5重量％至20重量％、甚至更优选10重量％至20重量％的范围内，最优选20重量％。
在步骤(c)中，则在EA<104>和EK<105>之间施加电压。
这导致电流从充电源转移至阳极，经由离子将电荷转移至阴极，并最终将电流转移回充电源。充电源是本领域技术人员已知的并且通常是将交流电转换为直流电并且可以经由变压器产生特定电压的整流器。
这进而产生以下结果：
在出口AKK<109>处获得溶液L1<115>，其中L1<115>中的XOR浓度高于L2<113>中的XOR浓度，
在出口AKA<106>处获得S的水溶液L4<116>，其中L4<116>中的S浓度低于L3<114>中的S浓度。
在根据本发明的第二方面的方法中，特别地，施加这样的电压，使得这样的电流流动使得电流密度(＝供给至电解池的电流与接触存在于中间室KM<103>中的阳极电解液的固态电解质的面积之比)在10至8000A/m2的范围内，更优选在100至2000A/m2的范围内，甚至更优选在300至800A/m2的范围内，且更优选为494A/m2。这可以由本领域技术人员以标准方式确定。接触存在于中间室KM<103>中的阳极电解液的固态电解质的面积尤其是为0.00001至10m2，优选0.0001至2.5m2，更优选0.0002至0.15m2，甚至更优选为2.83cm2。
显然，当KM<103>和KA<101>这两个室至少部分地装载有L3<114>且KK<102>至少部分地装载有L2<113>时，进行根据本发明的第二方面的方法的步骤(c)。
在步骤(c)中在EA<104>和EK<105>之间发生电荷转移的事实暗示KK<102>、KM<103>和KA<101>同时装载有L2<113>或L3<114>，使得它们覆盖电极EA<104>和EK<105>至电路完整的程度。
当将L3<114>的液流连续输送通过KM<103>、VAM<112>和KA<101>以及将L2<113>的液流连续输送通过KK<102>时，情况尤其是这样的，并且L3<114>的液流覆盖电极EA<104>并且L2<113>的液流至少部分地、优选完全地覆盖电极EK<105>。
由于电解液L3<114>的液流在中间室KM<103>中被机械搅拌装置<120>搅拌，所以在该室中没有形成典型的pH梯度。当机械搅拌装置<120>中断了中间室KM中入口ZKM<108>与连接件VAM<112>之间的直接路径时，这种效果甚至更强，因为机械搅拌装置<120>在电解液L3<114>通过中间室KM<103>的流动路径内并干扰了畅通无阻的流动。
优选通过在执行步骤(b)期间改变机械搅拌装置<120>的搅拌速度来在根据本发明的第二方面的方法中放大该期望的效果，这可以产生破坏pH梯度的形成的进一步的湍流。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的第二方面的方法连续地进行，即连续地进行步骤(a)和步骤(b)，同时按照步骤(c)施加电压。
在执行步骤(c)之后，在出口AKK<109>处获得溶液L1<115>，其中L1<115>中的XOR浓度高于L2<113>中的XOR浓度。如果L2<113>已经包含了XOR，则L1<115>中的XOR浓度优选为L2<113>中的XOR浓度的1.01至2.2倍，更优选1.04至1.8倍，甚至更优选1.077至1.4倍，甚至更优选1.077至1.08倍，最优选为L2<113>中的XOR浓度的1.077倍，其中L1<115>和L2<113>中XOR的质量比例更优选在10重量％至20重量％、甚至更优选13重量％至14重量％的范围内。
在出口AKA<106>处获得S的水溶液L4<116>，其中L4<116>中的S浓度低于L3<114>中的S浓度。
水溶液L3<114>中的阳离子X浓度优选在3.5至5mol/l的范围内，更优选为4mol/l。水溶液L4<116>中的阳离子X浓度更优选比在每种情况下使用的水溶液L3<114>中的阳离子X浓度低0.5mol/l。
特别是，根据本发明的第二方面的方法在20℃至70℃、优选35℃至65℃、更优选35℃至60℃、甚至更优选35℃至50℃的温度和0.5巴至1.5巴、优选0.9巴至1.1巴、更优选1.0巴的压力下进行。
在实施根据本发明的方法的过程中，通常在阴极室KK<102>中形成氢气，氢气可以与溶液L1<115>一起经由出口AKK<109>从池中去除。在本发明的一个特定的实施方案中，则可以通过本领域技术人员已知的方法将氢气和溶液L1<115>的混合物分离。当所用碱金属化合物是卤化物、尤其是氯化物时，可能在阳极室KA<101>中形成氯气或其他卤素气体，并且氯气或其他卤素气体可以与溶液L4<116>一起经由出口AKK<106>从池中去除。此外，还可能形成氧气或/和二氧化碳，其同样可以被去除。在本发明的一个特定的实施方案中，则可以通过本领域技术人员已知的方法将氯气、氧气和/或CO2的混合物与溶液L4<116>分离。同样可以在将氯气、氧气和/或CO2气体与溶液L4<116>分离之后，通过本领域技术人员已知的方法将氯气、氧气和/或CO2气体分离。
鉴于现有技术，这些结果是令人意外和出乎意料的。根据本发明的方法保护酸敏感性固态电解质免受腐蚀，而无需如现有技术中那样牺牲作为缓冲溶液的来自阴极空间的醇盐溶液。因此，根据本发明的方法比WO 2008/076327 A1中描述的程序更有效，在WO2008/076327 A1中产物溶液用于中间室，这降低了总转化率。另外，由于机械搅拌装置<120>防止了pH梯度的形成，因此酸敏感性固态电解质得以稳定。
实施例
比较实施例1
通过阴极工艺来生产甲醇钠(SM)，其中在阳极室中供应20重量％的NaCl溶液(在水中)并在阴极室中供应10重量％的甲醇钠甲醇溶液。该电解池由与图1中所示的室相对应的三个室组成，不同之处在于电解池在中间室中没有机械搅拌装置<120>，即不包括如图1所示的螺旋桨搅拌器<121>(因此也不包括电机<122>和传输线路<124>)。中间室和阳极室之间的连接通过安装在电解池的底部处的软管来建立。阳极室和中间室由2.83cm2的阴离子交换膜(Tokuyama AMX，聚合物上的铵基团)分开。阴极室和中间室由面积为2.83cm2的NaSICON型陶瓷分开。该陶瓷具有式Na3.4Zr2.0Si2.4P0.6O12的化学组成。
阳极电解液通过中间室转移至阳极室。阳极电解液的流速为1L/小时，阴极电解液的流速为90ml/小时，并且施加0.14A的电流。温度为35℃。在5V的恒定电压下电解500小时。
发现经较长时间在中间室中逐渐形成pH梯度，这是由于在电解过程中离子迁移到电极以及阳极处在进一步反应中形成的质子的扩散所致。pH值的这种局部增加是不期望的，因为它会侵蚀固态电解质并且会导致固态电解质的腐蚀和破裂，特别是在很长运行周期的情况下。
比较实施例2
使用仅包括一个阳极室和一个阴极室的两室池重复比较实施例1，其中阳极室与阴极室通过NaSICON型陶瓷分开。因此，该电解池不包括任何中间室。与比较实施例1相比，这反映出甚至更快的陶瓷的腐蚀，其导致电压曲线快速上升。在起始电压值<5V时，在100小时内电压升至>20V。
本发明实施例1
重复比较实施例1，其中中间室包括与NASICON固态电解质平行对齐的螺旋桨搅拌器<121>。这种布置中断了电解液通过中间室的均匀流动，导致电解液中出现湍流。这使得电解期间难以累积pH梯度。
本发明实施例2
重复比较实施例1，其中间室KM<103>包括十字形磁性搅拌棒<123-1>，该磁性搅拌棒由磁性搅拌***<123-2>操作。
这种布置也中断了电解液通过中间室的均匀流动，从而导致湍流。这使得电解期间难以累积pH梯度。
结果
在根据本发明的方法中使用根据本发明的三室池防止了固态电解质的腐蚀，同时不需要为中间室牺牲碱金属醇盐产物并且电压保持恒定。这些从这两个比较实施例1和2的比较中显而易见的优点突现了本发明的令人意外的效果。
此外，通过中间室中电解液的涡流和湍流减轻或破坏随着逐渐电解而累积的pH梯度导致电解室的寿命延长。这种梯度，特别是在很长运行周期的情况下，会使电解变得更加困难并导致固态电解质的腐蚀和最终破裂。在根据本发明实施例1和2的实施中，该pH梯度被破坏，除了所提到的三室池相对于两室池提供的优点之外，还进一步增加了固态电解质的稳定性。
Claims (15)
1.电解池E<100>，其包括至少一个阳极室KA<101>、至少一个阴极室KK<102>和至少一个间置的中间室KM<103>，
其中KA<101>包括阳极EA<104>和出口AKA<106>，
其中KK<102>包括阴极EK<105>、入口ZKK<107>和出口AKK<109>，
其中KM<103>包括入口ZKM<108>，通过扩散阻挡层D<110>与KA<101>分开并通过碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>与KK<102>分开，
其中KM<103>和KA<101>通过连接件VAM<112>彼此连接，液体能够通过所述连接件VAM<112>从KM<103>输送至KA<101>中，
其特征在于所述中间室KM<103>包括机械搅拌装置<120>。
2.根据权利要求1所述的电解池E<100>，其中所述碱金属离子传导固态电解质FK<111>具有下式的结构：
MI 1+2w+x-y+z MII w MIII x ZrIV 2-w-x-y MV y(SiO4)z(PO4)3-z,
其中MI选自Na+和Li+，
MII是二价金属阳离子，
MIII是三价金属阳离子，
MV是五价金属阳离子，
罗马指数I、II、III、IV、V表示相应金属阳离子以何氧化数存在，
且w、x、y、z为实数，其中0≤x<2，0≤y<2，0≤w<2，0≤z<3，
并且其中对w、x、y、z进行选择使得1+2w+x-y+z≥0且2-w-x-y≥0。
3.根据权利要求1或2所述的电解池E<100>，其中所述机械搅拌装置<120>包括与所述碱金属阳离子传导固态电解质FK<111>平行对齐的螺旋桨。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解池E<100>，其中所述连接件VAM<112>形成在所述电解池E<100>内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电解池E<100>，其中所述机械搅拌装置<120>占所述中间室KM所涵盖体积的比例ζ为1％至99％，
其中ζ＝[(VO-VM)/VO]*100，
并且其中VO是如果所述中间室KM<103>不包括机械搅拌装置<120>的话能够由所述中间室KM<103>容纳的液体的最大体积，
并且其中VM是如果所述中间室KM<103>包括机械搅拌装置<120>的话能够由所述中间室KM<103>容纳的液体的最大体积。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解池E<100>，其中根据说明书中所述的丝线试验，所述机械搅拌装置<120>中断了所述中间室KM中所述入口ZKM<108>与所述连接件VAM<112>之间的直接路径。
7.用于在根据权利要求1至6中任一项所述的电解池E<100>中生产碱金属醇盐XOR在醇ROH中的溶液L1<115>的方法，
其中所述方法包括同时进行的以下步骤(a)、(b)和(c)：
(a)将包含醇ROH的溶液L2<113>输送通过KK<102>，
(b)将包含X作为阳离子的盐S的中性或碱性水溶液L3<114>输送通过KM<103>，然后经由VAM<112>，然后通过KA<101>，同时所述机械搅拌装置<120>搅拌KM<103>中的所述溶液L3<114>，
(c)在EA<104>和EK<105>之间施加电压，
这在出口AKK<109>处提供溶液L1<115>，其中L1<115>中的XOR浓度高于L2<113>中的XOR浓度，
并且这在出口AKA<106>处提供S的水溶液L4<116>，其中L4<116>中的S浓度低于L3<114>中的S浓度，
其中X是碱金属阳离子并且R是具有1至4个碳原子的烷基。
8.根据权利要求7所述的方法，其中X选自Li+、Na+、K+。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中S是X的卤化物、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中R选自甲基和乙基。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中L2<113>包含醇ROH和碱金属醇盐XOR。
12.根据权利要求11所述的方法，其中L2<113>中XOR与醇ROH的质量比为1:100至1:5。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中L1<115>中的XOR浓度是L2<113>中的XOR浓度的1.01至2.2倍。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其在20至70℃的温度和0.5至1.5巴的压力下进行。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，其中在步骤(b)的进行期间改变所述机械搅拌装置<120>的搅拌速度。
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