180463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás halogének és alkáliféme-hidroxidok előállitására alkálifém-halogenidek elektrolizise utján.
g 180463 10 súly% titánt és a fennmaradó részben ruténiumot tartalmaz. A titán további előnye az, hogy sokkal olcsóbb, mint a ruténium vagy az iridium, így egy hatásos töltőanyag, amely csökkenti a költségeket, mimellett egyidejűleg az elektródot savas közegben HC1, klór- és oxigénfejlődés ellen stabilizálja. Más fémek, így niobium, tantál, cirkónium vagy hafnium, is alkalmazhatók a titán helyett az elektródszerkezetben. A redukált nemesfémoxidok ötvözeteit a redukált titánoxidokikal vagy más felsorolt fémoxidokkal, valamint a teflonnal homogén elegygyé alakítjuk. Az anód teflontartalma 15—50 súly% tartományban lehet, ezen belül a 20—30 súly% előnyös. Az általunk alkalmazott teflon a Dupont-cég által T—30 kereskedelmi megjelöléssel forgalmazott anyag, de más fluorszénhidrogének ugyanúgy használhatók erre a célra. A jellegzetes nemesfém-mennyiség az anódokban 0,6 mg'cm2 elektródfelület, míg az előnyös tartomány 1 mg/cm2 és 2 mg/cm2 közötti tartományban van. Az áramszedő az anódok számára egy platinázott finomszövésű nióbiumháló lehet, amellyel jó érintkezést lehet kialakítani az elektródokkal. A háló egy feszített titánháló is lehet, amely ruténiumoxiddal, iridiurnoxiddal, a felsorolt fémoxidok valamelyikével vagy ezek elegyeivel lehet bevonva, és jól használható az anódnál áramszedőként. Még egy további lehetséges áramszedő szerkezet az anódokhoz egy nemesfém- vagy nemesfémoxid-bevonatú háló, amely titán- vagy titánötvözet-lapon van rögzítve hegesztéssel vagy kötéssel. Az anódáramszedő, amely a kötött anódréteggel egybe van foglalva, nagyobb klórtúlfeszültséget mutat, mint az anódelektród katalitikus felületrétege. Ez csökkenti az elektrokémiai reakció, így a klórfejlődés valószínűségét az áramelosztó felületen, mivel ezek a reakciók a kisebb túlfeszültség miatt az elektrokatalitikus anódelektródfelületen valószínűbbek, és mivel a feszültségesés a gyűjtőháló felé nagyobb. A katód előnyösen teflonrészecskék és platinaszivacs egyesített keveréke, amelynek a platinaszivacs-tartalma 0,4—4 mg/cm2. Ugyancsak használhatók más fent megnevezett katalitikus anyagok is. A katód az anódhoz hasonlóan előnyösen a kationcserélő membrán felületével öszsze van kötve, és ebbe be van ágyazva. A katód nagyon vékony formában készül, vastagsága körülbelül 0,05—0,075 mm, vagy ennél kevesebb, előnyösen 0,012 mm, ezen kívül porózus és teflontartalma kevés. A katód vastagsága jelentős lehet, amely redukált vízben vagy vizes nátriumhidroxiddal való öblítés vagy nátriumhidroxid behatolása miatt csökkenhet, amely a katódáram hatásosságát csökkenti. A cellákat vékony, körülbelül 0,012—0,05 mm vastag katódokkal látjuk el, amelyeket platina szivacsból 15% teflonnal készítünk. A vékony katódokkal ellátott cellák áramhatásfoka körülbelül 80% 5 mólos nátriumhidroxidnál, ha 88—91 °C-on és 290 g NaCl/1 mennyiségben vezetünk nátriumklorid.ot az anódhoz. Egy 0,075 mm vastag, ruténiumból és gratitból készült, katód használata esetén az áramhatásfok 54%-ra csökkent 5 mólos nátriumhid'oxiddal. A következő A táblázat az áramhatásfok és a vastagság összefüggését mutatja, és az adatokból megismerhető, hogy a 0,05— 0,075 mm tartományba eső vastagságú katódok használata esetén legjobb a teljesítőképesség. A táblázat Aram-Katódhatásfok Cella Katód vastagság %-ban (mm) (x normál NaOH-nál) 1 platinaszivacs 0,05 —0,075 64 (4,0) 2 platinaszivacs 0,05 —0,075 73 (4,5) 3 platinaszivacs 0,025—0,05 75 (3,1) 4 platinaszivacs 0,025—0,05 82 (5) 5 platinaszivacs 0,012 78 (5,5) 6 5% platinaszivacs grafiton 0,075 78 (3,0) 7 15% RuOx grafiton 0,075 54 (5,0) £ platinázott grafitszövet 0,25—0,37 57 (5) Az elektródot gázáteresztőre állítjuk elő, hogy az elektród és a membrán közötti határfelületen fejlődő gáz könnyen eltávozhassék. Az elektródot porózus formában készítjük avégett, hogy az öblítővíz behatolhasson az elektród és a membrán közötti határfelülethez, amelyen az NaOH képződik, és lehetővé tegyük a bevezeted sóoldatnak a membránhoz és a katalitikus elektródhelyekhez való eljutását. Ez elősegíti a képződött nagy koncentrációjú NaOH hígítását, még mielőtt az a teflont nedvesíti, és az elektród felülethez jut, ahol azt az elektródfelületen áramló víz tovább hígítja. Fontos az, hogy a nátriu nhidroxid a membrán és az elektród közötti határfelületen hígítva legyen, mivel a koncentráció ott a legnagyobb. Annak érdekében, hogy a víznek a katódba való behatolását a lehető legnagyohb mértékben növeljük, a teflontartalomnak a 15—30 súly%-ot nem szabad túllépni, nv/el a teflon hidrofób. Jó porozitással, korlát« . ott teflontartalommal, vékony keresztmetsr . „tel és vízből vagy híg lúgból álló öblítőfolyadékkal az NaOHHíoncentráció szabályozható annak érdekében, hogy meggátoljuk, illetve csökkentsük a nátriumhidroxidnak a membránon való átvándorlását, amelyet a katódoldalon elhelyezett aniontaszító záróréteggel még elősegíthetünk. Az áramszedőt a katódhoz jól és gondosan kell kiválasztani, mivel a katódon levő nagyon korrozív lúg sok anyagot megtámad, különösen akkor, ha a cella ki van kapcsolva. Az áramszedő egy nikkelháló lehet, mivel a nikkel lúggal szemben ellenálló. Az áramszedő azonban korrózióálló acélból készített lapból is előállítható, amelyre korrózióálló acélból álló háló hegeszthető rá. Egy másik áramszedőszerkezet a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
