186638. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ioncserélő membrán elektrolitikus cellába történő beszerelésére
1 186 6? 3 2 nyújtással végzett kiterjesztést és a lehűtést legalább egyszer megismételjük. Ily módon a feszítés által létrehozott kiterjesztést több lépésben alakítjuk ki és ennek következtében a membrán károsodásra (pl. feszítés közben bekövetkező szakadásra) kevésbé hajlamos. A találmányunk szerinti eljárás során ioncserélő' membránként előnyösen savas csoportokat vagy savas csoporttá alakítható származékaikat tartalmazó kationcserélő membránokat alkalmazhatunk. Az elektroütikus cellák több típusában uralkodó korrózív körülményekkel szembeni ellenállóképesség biztosítása céljából — különösen klór-alkáli elektrolízisnél alkalmazott cellák esetében — előnyösen savas csoportokat vagy származékaikat tartalmazó fluor-polimerekből, különösen előnyösen perfluor-polimerekből álló membránokat alkalmazhatunk. A savas csoportok előnyösen szulfonsav-, karbonsavvagy foszfonsav-csoportok lehetnek. A membrán két vagy több különböző savas csoportot is tartalmazhat. A savas csoportok szánnazékaiként a savas csoportok sói (pl. fémsói, különösen alkálifémsói) jöhetnek tekintetbe. A savas csoportok származékai előnyösen hidrolízissel savas csoportokká alakítható csoportok lehetnek, pl. —S02F és —COF, nitrilcsoportok (—CN), savamidcsoportok (-CONR2, ahol R jelentése hidrogénatom vagy alkilcsoport) és savészter-csoportok (pl. -COOR. ahol R alkücsoportot jelent). Kationcserélő membránként előnyösen az 1.184.321, 1.402.920,1.406.673,1.455.070, 1.497.748, 1.497.749, 1.518.387 és 1.531.068 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírásban ismertetett membránok alkalmazhatók. Előnyösen alkalmazhatunk hidrolízissel ioncserélő savas csoportokká alakítható csoportokat tartalmazó membránokat, mert ezek nyújtásra általában alkalmasabbak. így pl. ioncserélő csoportként karboxilcsoportokat tartalmazó fluor-polimerből álló membránokat, előnyösen a karboxiícsoportokat észterezett formában (pl. metilészter alakjában) tartalmazó membránt, vethetünk alá feszítésnek. A hidrolízissel ioncserélő csoportokká alakítható csoportokat tartalmazó membránok esetében a hidrolízist pl. oly módon végezhetjük el, hogy a membránt vizes alkálifém-hidroxid-oldaital (pl. vizes nátriumhidroxid-oldattal) hozzuk érintkezésbe. Minthogy a membrán hidrolízis hatására duzzadásra hajlamos, a hidrolízist előnyösen az után végezhetjük el, hogy a kiterjesztett és megnyújtott membránt az elektroütikus cellához vagy annak valamely részéhez erősítettük. A találmányunk szerinti eljáráshoz megerősített (pl. fluor-polimer hálóval) membránokat is felhasználhatunk. A megerősített membránok alkalmazása azonban nem előnyös, minthogy megnyújtásuk nehézségekbe ütközhet. A találmányunk szerinti eljáráshoz rétegelt membránok vagy elektród- vagy nem-elektród-anyaggal bevont membránok is felhasználhatók. A kiterjesztett és megnyújtott ioncserélő membránt az elektroütikus cellához vagy annak valamely részéhez erősítjük. A magasabb hőmérsékleten végzett nyújtással kiterjesztett membránt melegen erősíthetjük az elekírolitikus cellához vagy annak valamelyik részéhez. Minthogy azonban a kiterjesztett és megnyújtott membrán szobahőmérsékletre való lehűlésre és az odaerősítés művelete alatt összehúzódásra hajlamos, előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a membránba a kiterjedést a membránnak az elektroütikus cellához vagy annak valamely részéhez történő rögzítése előtt „bezárjuk”. Az eljárás előnyös foganatosítási módja szerint az ioncserélő membránt magasabb hőmérsékleten történő nyújtással tágítjuk ki és a membránt alacsonyabb hőmérsékletre (előnyösen szobahőmérsékletre) való lehűtés alatt kiterjesztett és megnyújtott állapotban tartjuk; az alacsonyabb hőmérsékleten a membrán a kiterjesztett és megnyújtott állapotban „bezárt” tágulás nagy részét a feszítőerő eltávozásával is megtartja. A kiterjesztett és megnyújtott membránt bármely megfelelő módszerrel az elektroütikus cellához vagy annak valamely részéhez rögzíthetjük. így pl. a membránt az elektroütikus cellában lévő tömítés-pár között rögzítjük, vagy a membránt megfelelő kerethez erősítjük és a keretet ezután az elektroütikus cellába beépítjük, vagy a membránt egy elektródhoz erősítjük. A találmányunk szerinti eljárást különösen előnyösen alkalmazhatjuk szűrőprés-típusű elektroütikus cellákba beépítendő ioncserélő membránok esetében. A szűrőprés-típusú elektroütikus cellák nagyszámú, egymással váltakozó anódot és katódot tartalmaznak és az egyes anódok és a velük szomszédos katód között ioncserélő membrán helyezkedik el. Az ilyen cellák pl. 50 egymással váltakozó anódot és katódot tartalmazhatnak, a cellában lévő, egymással váltakozó anódok és katódok száma azonban a 150-et is elérheti. Az elektroütikus cellában lévő elektródok általában fémből vagy ötvözetből készülnek. A fém vagy ötvözet megválasztása az elektroütikus cellában elektrolizálandó elektrolit összetételétől és attól függ, hogy az elektródot anódként vagy katódként alkalmazzuk-e. Vizes alkálifém-klorid-oldatok elektrolízise esetében az anód előnyösen fílmképző fémből vagy ötvözetéből (pl. cirkónium, nióbium, wolfram, vagy tantál vagy előnyösen titán) készül és az anód felületére előnyösen elektromosan vezető elektrokatalitikus hatású anyagból álló bevonatot visznek fel. A bevonat a platinacsoportba tartozó egy vagy több fémet (pl. platinát, rádiumot, irídiumot, ruténiumot, ozmiumot vagy palládiumot) és/vagy egy vagy több ilyen fém oxidját tartalmazza. A platinacsoportba tartozó fémből és/vagy oxidjábóí álló bevonat adott esetben egy vagy több nem-nemesfém oxidot (előnyösen egy vagy több fílmképző fém oxidját, pl. titán-dioxidot) tartalmazhat. A vizes alkálifém-klorid-oldatok elektroütikus cellában történő elektrolíziséhez felhasznált anód-bevonatokban lévő, elektromosan vezető elektrokatalitikus hatású anyagok, valamint a bevonatok felvitelének és alkalmazásának módjai az irodalomból jól ismertek. Vizes alkálifém-klorid-oldatok elektrolízise esetében előnyösen vasból vagy acélból vagy más megfelelő fémből (pl. nikkelből) készült katódokat alkalmazhatunk. A katód az elektrolízis hidrogén-túlfeszültségét csökkentő anyaggal bevonható. Az elektroütikus cellában az elektród bármely megfelelő módon kialakítható. így pl. több hosszúkás tagot (pl. rudat vagy csíkot) vagy perforált felületet (pl. perforált lemezt, szitát vagy kiterjesztett fémet) tartalmazó elektródokat alkalmazhatunk. Eljárásunk további részleteit az alábbi példákban ismertetjük, anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk. 5 10 15 20 25 30 75 40 45 50 55 60 4
