186638. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ioncserélő membrán elektrolitikus cellába történő beszerelésére
1 186 638 2 1. példa Karbonsav-csoportokat tartalmazó, tetraíluor-etilén és perfluor-Vinil-éíer kopolimerböl készült, 280 mikron vastag kationcserélő-membrán-lemezből 35 cmX30 cm nagyságú téglalapalakú darabokat vágunk ki. A membrán ioncserélő kapacitása 1,3 milliekvivalens/g. A lemez 35 cm hosszú, egymással ellentétes éleire rugalmas PVC-szalagból készült csíkokat erősítünk és a lemez 30 cm hosszú, egymással ellentétes éleire alumínium-csíkokat erősítünk. A lemezt Bruckner Karo 11 tip. feszítőberendezésre szereljük fel és a lemezt a feszítőberendezéssel összeköttetésben álló kemencében 67 “C-ra melegítjük fel. Az alumínium-csíkokat 1 m/perc sebességgel addig húzzuk szét, míg a lemezekhez erősített alumíniumlemezek közötti rész 1,5-szörösére nő; a rugalmas PVC- szalagok megakadályozzák a lemez szétesését. A feszítőberendezéshez szerelt lemezt a kályhából kivesszük és légáramban szobahőmérsékletre hűtjük. A fenti eljárást (a lemez 67 °C-on történő feszítését, majd szobahőmérsékletre hűtését) kétszer megismételjük. Az első ismétlésnél az alumínium-csíkok közötti távolságot az eredeti érték 2,5-szörösére, míg a második ismétlésnél az alumínium-csíkok közötti távolságot az eredeti érték 4,2-szeresére növeljük. Az ily módon kialakított kationcserélő membránfilmet a feszítőberendezésről levesszük. A film a lemez eredeti dimenziói felé. enyhén megereszt. A film vastagsága ekkor 80 mikron. Az ily módon kialakított kationcserélő membránfilmet EPDM gumiból készült két tömítés között stabilan és feszesen befogjuk és 7,5 cm átmérőjű, nikkelszitából készült katódot és 7,5 cm átmérőjű, titán-szitából készült és ruténium-dioxid és titán-dioxid keverékét (35 % ruténium-dioxid és 65 % titán-dioxid) tartalmazó bevonattal bevont anóddal ellátott elektrolitikus cellában felszereljük. A cella anód-kamrájába pH=8 értéken 310 g/1 koncentrációjú vizes nátrium-klorid-oldatot vezetünk be, A cella katód-kamrájába vizet táplálunk be, és a nátriumklorid-oldatot 90 °C hőmérsékleten elektroüzáljuk. Az anód-kamrában az elektrolízis alatt a nátrium-klorid koncentrációja 200 g/1. Az anód-kamrából a klórt és a kimerült nátriumklorid-oldatot, míg a katód-kamrából a hidrogént ás a 35 súly%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot eltávolítjuk. Az elektrolízis alatt az áramsűrűség 1 kA/m2 és a cella feszültsége 3,01 Volt. Összesen 20 napos elektrolízis után a cellát kinyitjuk és a kationcserélő membrán állapotát megvizsgáljuk. A membrán feszes és nem gyűrött. összehasonlítás céljából a fenti eljárást azzal a változtatással ismételjük meg, hogy az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, a nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt szerelünk be. Az elektrolízist 1 kA/m2 áramsűrűség és 3,1 V feszültség mellett végezzük el, Azt találtuk, hogy a cellából kivett membrán gyűrött és nem feszes. 2. példa Az 1. példában leírt elektrolízist 2 kA/m2 áramsűrűség mellett végezzük el. A feszültség 3,24 V. A cellából kiemelt membrán - az 1. példához hasonlóan — feszes és nem gyűrött. Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a változtatással végezzük el, hogy az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt építünk be. Az elektrolízist 2 kA/m2 áramsűrűség és 3,4 V feszültség mellett végezzük el. A cellából kiemelt membrán gyűrött és nem feszes. 3. példa Az 1. példában leírt elektrolízist 3 kA/m2 áramsűrűség mellett végezzük el. A feszültség 3,52 V. A cellából kiemelt membrán — az 1. példához hasonlóan — feszes és nem gyűrött. Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a változtatással végezzük el, hogy az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt építünk be. Az elektrolízist 3 kA/m2 áramsűrűség és 3,7 V feszültség mellett végezzük el. A cellából kiemelt membrán gyűrött és nem feszes. 4. példa Szulfonsav csoportokat kálium-só alakjában tartalmazó. teírafluor-etilén és perfiuor-vinil-éter kopoiimerből álló, 11,5 cmXll,5 cm nagyságú kationcserélő membrán-darab széleire PVC-szalagot erősítünk és a membránt feszítőkeretbe befogjuk. A membránt 180 °C-ra melegítjük és 0,85 m/perc sebességgel egy tengelyirányban 2,0 faktor eléréséig hozzuk. A membránt szobahőmérsékletre hűtjük, majd a ftszílőkeretből kivesszük. A membránt az 1. példában leírt elektrolizáló cellába beépítjük és a 2. példában leírt módon 2 kA/m2 áramsűrűség mellett vizes nátrium-klorid-oldatot elektrolizálunk. Ily módon 50%-os áramhatásfok mellett 25%-os nátrium-hidroxid-oldatot nyerünk. A cella feszültsége 2,95 Volt. Az elektrolitikus cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán feszes és nem gyűrött. Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a vákoztafással végezzük el, hogy nyújtási eljárásnak alá néni vetett membránt alkalmazunk. A cella feszültsége 3,1 Volt és a nátrium-hídroxidot 57%-os áramhatásfokkal kapjuk. A cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán gyűrött és nem feszes. 5. példa A 4. példában leírt nyújtási eljárást azzal a változtatással végezzük el, hogy karbonsav-metilészter-csoportoka! tartalmazó, tetrafluor-etiién és perfiuor-vinil-éter kopolimerből álló membránt alkalmazunk és a feszítés alatt a membránt 80 °C-ra melegítjük. A membránt az 1. példában leírt módon elektrolitikus cellába építjük be, nátrium-hidroxiddal való érintkeztetéssel hidrolizáljuk és a 3. példában leírt elektrolízist hajtjuk végre, azaz vizes nátrium-klorid-oldatot 3 kA/m2 ársinsűrűség mellett elektrolizálunk. Ily módon 94%-os 5 5 10 15 20 2b 30 35 40 45 50 55 60 65
