180463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás halogének és alkáliféme-hidroxidok előállitására alkálifém-halogenidek elektrolizise utján.
21 180163 22 cellát nevezünk hibridcellának. A javulás egy ilyen hibridcellában valamivel kisebb, mint egy olyan cellában, ahol mindkét elektród össze van kötve a membránnal. Nem kevésbé jobb a hibridcellában a javulás, mégpedig 0,3—0,5 Volttal, mint a technika állása szerinti cellában. Egy sor cellát építettünk és konyhasóoldatokat elektrolizáltunk bennük, annak érdekében, hogy összehasonlítsuk az eredményeket, amelyeket két elektróddal kötődő, membránnal ellátott cellában kaptunk, egy hibridcella eredményeivel, amelyben az anódot, illetve a katódot kapcsoltuk össze a membránnal, valamint egy olyan cellában kapott eredményekkel, amelyet a technika állása szerint készítettünk, ahol az elektródok nem voltak összekötve a membránnal. Mindezeket a cellákat Nation 315 membránokkal láttuk el és 90 C°-on üzemeltettük 1 őket 290 g/1 nátriumkilorid-oldat bevezetése közben. A kötött elektródok katalizátormennyisége platinaszivacsra a kátédon 2 g/930 cm2, és az anódon RuCb -grafit összetételre 4 g/930 cm2 RuO c Az áramhatásfok 323 mA/cm2 áramsűrűségnél mindegyik cellánál lényegében azonos volt (84— 85%, 5 mólos NaOH-ra). A VII. táblázat a cellafeszültségeket tünteti fel különböző cellákra. VII. táblázat Cellafeszültség (V) Cella Anód Katód g23 mA/cm2-nél 1 Ru-grafit platinaszivacs 2,9 (kötött) (kötött) 2 platinázott platina szivacs 3,5 niobiumháló (nem kötött) (kötött) 3 platinázott platinaszivacs 3,4 niobiumháló (nem kötött) (kötött) 4 Ru-grafit nikkelháló 3,5 (kötött) (nem kötött) 5 RuOx nitókelháló 3,3 (kötött) (nem kötött) 6 platinázott nikkelháló 3,8 niobiumháló (nem kötött) (nem ’kötött) A két teflonkötésű elektróddal felszerelt 1-es számú cella cellafeszültsége majdnem 1 Volt-tal jobb, mint a technika állása szerint készült celláé, amelyben egyik elektród sem volt teflonkötésű elektród, és a 6-os számú cellának felel meg. A 2-es és 3-as számú, kötött katóddal ellátott, hibridoellák és a 4-es és 5-ös számú, kötött anóddal felszerelt hibridcellák 0,4—06 volttal rosszabbak, mint a két kötött elektróddal rendelkező cella, de még mindig 0,3—0,5 Volt-tal jobbak, mint a 6-os számú teflonkötés nélküli elektróddal ellátott cella. Sóoldatanolitoknak és vízkatolitoknak olyan elektródokon való átalakítására, amelyek közvetlenül össze vannak kötve a kationos membránnal, és ebben be vannak ágyazva, és amelynek során az anódon klór, a katódon pedig hidrogén és nagy tisztaságú lúg képződik, az eddigieknél sokkal jobb eljáráshoz jutottunk, amelynek során sóoldatbóló klórt állítunk elő. Ezzel az elrendezéssel vált lehetővé, hogy a katalit kus helyek az elektródákban közvetlen érintkezésbe kerüljenek a membránnal és a savcser ólő gyökökkel a membránban, és ez a feszültség tekintetében sokkal hatásosabb eljáráshoz vezet, mimellett a szükséges cellafeszültség jóval kisebb, mint az ismert eljárásoknál (1 Voltt ü vagy ennél nagyobb mértékben). A nagy hatású fluorszénhidrogén-kötésű redukált nemesfémoxid-katalizátorok alkalmazása ugyanúgy tovább javítja az eljárás hatásosságát, mint a kis túlfeszültségű fluorhidrogén-grafit/redukált nemesfémoxid-katalizátorok használata. Az előzőekben felsorolt átmeneti fémeket, amelyek közül példaképpen a Ti, Ta, Zr, Mo, Nb, és W átmeneti fém alcsoportba tartozó fémeket neveztük meg, ,,ventilfémek”-nek nevezik a 3 948 451. számú Amerikai Egyesült Állanok-beli szabadalmi leírásban és jelentésüket is meghatározzák. Ezek a fémek az anód irányában vezetik az áramot, a katód irányában pedig ellenállnak az áram áthaladásának. Ezek a fémek ellenállnak az elektrolitoknak, és az eléktrolizáló cellában uralkodó körülményeknek, például klór és NaOH előállításánál ellenállók, és ezért alkalmasak arra, hogy elektródok anyagaiként használhatók legyenek. SZABADALMI IGÉNYPONTOK: 1. Eljárás halogének és alkálifém-hidroxidok előállítására alkálifém^halogenideknek egymástól kationcserélő polimer membránnal elválasztott anód és katód között végzett elektrolízise utján, mely eljárás során legalább egy, elektromosan vezető, katalitikus anyagot tartalmazó és P membránnal több pontban összekötött elektródot használunk, vagyis egy elektródból és egy membránból álló egységes elrendezést hozunk létre, azzal j elle mezve, hogy az elektrolízist vizes oldatban legalább egy olyan elektróddal hajtjuk végre, amelyben a katalitikus anyag közvetlenül érintkezik a membránnal, továbbá a membránnal összekötött elektródra egy, az elektróddal érintkező felületű, a feszültséget Elektronvezető áramgyűjtő segítségével vezetjük rá, mely áramgyűjtő felülete nagyobb hidrogén- vagy halogéntúlfeszültséggel rendelkezik, mint a membránnal összekötött elektródé. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosíiási módja, azzal jellemezve, hogy legalább e-z egyik elektród katalitikus anyagaként a membrán katód felöli oldalához kötött szemcsékből álló anyagot használunk, és a membránba ágyazott szemcsék gáz- és elektronátbocsátó elektródot alkotnak. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti eljárás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 11
