169260. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ezüstöt tartalmazó katalizátor elektokémiai előállítására
5 169260 6 ahol a katód ezüst háló volt lxl mm lyukmérettel és az anód hengeres vagy perforált grafit lemez volt. Az elektromos érintkezéseket aranyból készítettük, amely a cella műveleti körülményei között inert fémként viselkedett. Az oldatot az 1. ábrán látható módon külső cirkuláltató szivattyúvá keringtettük és ezüst tartalmát állandó ammónia oldatban levő ezüstnitrát folyamatos adagolással konstans értéken tartottuk. A cella folyamatos áramellátását 10 másodperces periódusokkal négyszögkörvonalú impulzusok biztosították. A cella árambevezetése olyan módon van elrendezve, hogy 10 másodperc az árambevezetésre és 60 másodperc a többire adódik. Minden 6-12 ciklus után az árambevezetés irányát megfordítottuk, hogy megkönnyítsük a katódra levált ezüst eltávolítását. A katódos leválasztást konstans (amperostatikus) árammal hajtottuk végre, a fő anódos folyamat oxigént, a fő katódos folyamat ezüstöt választott le. Ezen okból kifolyólag az elektrolit oldat elszegényedett — ezüst iontól (ami ammónia komplexben volt) és feldúsult ammónium nitrátban. A műveleti körülmények a következők voltak: 10 Hőmérséklet látszólagos katód felület: látszólagos katódos áramsűrűség: ezüst leválási feszültség, miután az ohnűkus feszültségesést levezettük elektrolit átfolyása a katódon: szobahőmérséklet 10-15 cm2 0,2-0,5 A/cm2 -600-tól -1200 mV (telített kalomel elektródhoz viszonyítva) 250-350 liter/óra 25 30 35 40 A cella teljes tápfeszültsége 7,5 V és 15 V közötti érték volt. A katódosan termelt ezüst farádikus hatásfoka 80-90% közötti volt. Az elektrolit ezüst tartalmát úgy tartottuk állandó értéken, hogy 45 két óránként 2,0-2,4 g ezüstnitrát-ammónia komplexet adagoltunk. A teljes elektromos energia szükséglet 2,3-4,5 kWó volt minden kg termelt ezüstre. A találmány szerinti eljárásban kapott ezüst 5 0 port részben az oldatból, részben az elektród felületéről nyertük ki, szűrtük, desztilált vízzel mostuk és azután kemencében szárítottuk 3 órán át. Folyamatos munkamódszerrel 20-24 g ezüstöt kaptunk 24 óránként, amely mintegy 2 g naponkénti 55 mennyiséget jelent a látszólagos katódfelület minden cm2 -ére. A fent vázolt eljárással előállított ezüstöt katalitikus aktivitás vizsgálatoknak vetettük alá. Az ezüstöt kerámia hordozóra vittük fel és az 6 0 ily módon kapott 15% ezüst tartalmú katalizátort egy 2,4 cm átmérőjű hengerbe helyeztük el, amelynek belső köpenye volt a termosztáló folyadék cirkuláltatására. A katalizátor ágy magassága mintegy 1 m volt. A reaktoron atmoszférikus nyomáson 65 a következő összetételű gázelegyet áramoltattuk át: etilén 5%, C02 6,5%, oxigén 5%, nitrogén 83,5%. Az áramoltatási sebessége 210Nl/óra, a kontakt idő kb. 4,6 sec volt. 200C°-on igen jó etilénoxid konverzitók kaptunk és a szelektivitás (a keletkezett etilénoxid mólok száma 100 mól reagáltatott etilénre számolva) 80 volt a 25%-os konverzió érték mellett. 2. példa Ebben a példában az ezüst alapú katalizátor ipari méretű előállítását ismertettük pulzáló elekt-15 rokémiai leválasztással. Kiindulási anyaggal ezüstnitrátot használtunk a többrészes elektrolizáló cellában. Az oldat összetétele a következő volt: 20 ezüstnitrát bórax karboximetilcellulóz ammónia nátriumhidroxid 0,5-5 g/liter 5-20 g/liter 0,1-0,5 g/liter 5-50 g/liter 3,5-10 g/liter Az oldatot a 3 és 4. ábrákon ismertetett elektrolizáló cellába vezettük be, amelybe 1 x 1 mm szitaméretű ezüstháló katódot, és perforált kompakt grafit anódot építettünk be. A teljes egység komplett elvi rajzát a 3. ábra mutatja. Az oldatot a 108 mechanikus keverővel állandó keverésben tartottuk és átáramoltattuk a 3. és 4. ábrán látható sugárirányban a cella fenekén elrendezett elektródon. Az elektrolizáló cella áramát 5—15 másodperces négyszögletes alakú impulzusok biztosították ezért a teljes ciklus 5—15 másodperces árambevezetés és 20-60 másodperces egyéb időt foglalt magában. Minden 10-20 ciklus után megfordítottuk az elektromos áram irányát, hogy a katódon levált ezüst eltávozhassák. A teljes áramerősség mindenegyes impulzusra 700-900 A volt. A műveleti körülmények a következők voltak: hőmérséklet szobahőmérséklet teljes látszólagos katódfelület(30 egyedi elem 60 x 60 cm-el) katódos áramsűrűség az ezüst leválási feszültsége, az ohmikus feszültségesés levezetése után látszólagos anódfelület (30 egyedi elem 60 x 60 cm-el) anódos áramsűrűség a keverő fordulatszáma 10 m2 0,2-0,25 A/cm2 250-350 mV (telített kalomel elektródhoz viszonyítva) 10 m2 0,2-0,3 A/cm2 40-1000 U/perc Az anódos főfolyamatban oxigén, a katódos főfolyamatban pedig az ezüst vált le. 3
