180463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás halogének és alkáliféme-hidroxidok előállitására alkálifém-halogenidek elektrolizise utján.
3 180463 4 előállítani. Másrészt a kátédon keletkező hidroxid a pórusos diafragmán keresztül az anódhoz vándorol, ahol oxigénfejlődés közben elektrolizálódik. Oxigén keletkezése az anódon különböző okokból hátrányos. Az oxigén nemcsak az ott képződő klórt szennyezi, hanem az anódot is megtámadja. Mivel a tömegátvitel a kamrák között oly sok nem kívánt mellékhatással jár, egész sor intézkedést javasoltak e problémák kiküszöbölésére, vagy legalább részbeni megoldására. Ezen intézkedések egyike az, hogy nyomáskülönbséget tartanak fenn a diafragma két oldalán avégett, hogy ily módon az anolit- és katolitkamrák között a lehető legkisebbre csökkentsék az anyagvándorlást. Ezek a megoldások azonban a legjobb esetben is csak részben bizonyultak hatásosnak. Annak érdekében, hogy a diafragmacellával és az anyagátvitellel, amely a porózus diafragmán át történik, összefüggő hátrányokat megszüntessék, az ionos átbocsátóképesség vonatkozásában szelektív membránokat alkalmaznak a cellában a klórelőállításhoz, és így az anolitkamrát elválasztják a katolitkamrától. Ezek az átbocsátás vonatkozásában szelektív membránok, amelyeket ezekben a cellákban elhelyeznek, tipiikusan kationos membránok, amelyek a pozitív kationok szelektív átmenetét megengedik, és a negatív töltésű anionok átjutását a lehető legkisebb értéken tartják. Mivel ezek a membránok nem porózus membránok, megakadályozzák a lúgnak a katolitkamrából az anolitkamrába való visszavándorlását, és hasonló módon megakadályozzák a sóoldat-anolitnak a katolitkamrába való átvitelét és az ott levő lúg tágulását. Megállapították azonban, hogy ezek a membráncellák is bizonyos hátrányokkal rendelkeznek. A membráncellák legfőbb hátránya az, hogy ezek nagy cellafeszültséget igényelnek. Ez a nagy cellafeszültség 'részben a membránok alkalmazásának tudható be, és főként az az oka, hogy az ismert membráncellákban az elektródok jelentős távolságban vannak a membrántól. Az elektródok és a membrán közötti jelentős térbeli távolság eredményeként a membránon jelentkező feszültségesés mellett további feszültségesés történik az elektródok és a membrán közötti elektrolitokban, további feszültségesés megy végbe a gázbuborék-képződés és az anyagátvitel alapján. Mivel a katalitikus elektronok jelentős távolságban vannak a membrántól, a klór is bizonyos távolságban keletkezik a membrántól. Ez egy gázalakú réteg képződéséhez vezet az elektród és a membrán között. Ez a gázalakú réteg megszakítja az elektrolitpályát az elektród és a membrán között, ezáltal részben blokkolja a membrántól jövő ionokat. Az elektrolitpályának az elektród és a membrán közötti megszakítása természetesen további feszültségeséshez vezet, amely a klór előállításához szükséges cellafeszültséget növeli, és nyilvánvalóan a cellafeszültség hatását csökkenti. A találmány előnyei a következő leírásból ismerhetők meg, illetve válnak érthetőkké. A találmány szerinti eljárás értelmében halogéneket, például klórt, brómot és más halogéneket, valamely vizes alkálifémhalogenid-oldat, például nátriumklorid-oldat, elektrolízise útján valamely elektrolizáló cella anódján állítunk elő, amely cella egy szilárd polimerelektrolitot tartalmaz kationcserélő membrán formájában annak érdekében, hogy a cellát egy katolit- és egy anolitkamrá'ra válasszuk szét. A katalitikus elektródok, amelyeken klórt és lúgot állítunk elő, nagyon vékony, porózus, gázáteresztő, katalitikus elektródok, amelyek a membrán szemben fekvő felületeivel vannak összekötve, és ezekbe vannak beágyazva, így a klór az elektródnak közvetlenül a membránnal határos felületén válik le. Ez ahhoz vezet, hogy az elektródoknak csekély túlfeszültségre van szüksége a kloridionok töltésének az elvonására és a lúg előállítására. A katalitikus elektródok olyan katalitikus 'anyagot tartalmaznak, amely legalább egy redukáló platinacsoportbeli fémoxidot foglal magában, amelyet a redukált oxid oxigén jelenlétében való melegítése útján termikusán stabilizáltunk. Egy előnyös kiviteli alakban az elektródok olyan oxidrészekből állnak, amelyek politetrafluoretilén-részecskékkel kötődnek. Használható platinacsoport-beli fémek a platina, palládium, iridium, 'ródium, ruténium és az ozmium. Az előnyös redukált fémoxidook klór előállításánál a ruténium vagy az irodium oxidjai. Az elektrokatalizátor egyetlen platinacsoportbeli redukált fémoxid, így ruténiumoxid, iridiumoxid, platinaoxid lehet, előnyös azonban a platinacsoport fémoxidjainak az elegye vagy ötvözete, mivel ezek stabilisabbak. Redukált ruténiumoxidból, amely legfeljebb 25 súly % redukált iridiumoxidot, előnyösen 5—25 súly % redukált iridiumoxidot tartalmaz, készült elektród nagyon stabilisnak bizonyult. Grafit vagy más könnyű töltőanyag legfeljebb 50 súly % menynyiségben, előnyösen 10—30 súly %-ban, adható az elektródhoz. A töltőanyagnak kitűnő vezetőképességgel és csekély halogéntúlfeszültséggel szabad rendelkeznie, és sokkal olcsóbbnak kell lennie, mint a platinacsoport-beli fémek. Ily módon jóval olcsóbb, de nagyon hatásos elektródot készíthetünk. Más fémek, így titán, tantál, nióbium, cirkónium, hafnium, vanádium vagy wolfram, egy vagy több redukált oxid ja is hozzáadható az elektródhoz annak érdekében, hogy az elektródot oxigén, klór ellen és általában az elektrolízis nehéz körülményei között védjük, illetve stabilizáljuk. Ezekből a fémekből legfeljebb 50 súly % használható, az előnyös mennyiség pedig 25 súly % és 50 súly % között van. A katalitikus elektródok közül legalább az egyik össze van kötve a folyadékot át nem eresztő ionszállító membránnal. Egyik vagy mindkét elektródnak a membránnal való kapcsolása által az elektrólit-feszültségesés az elektródok és a membrán között a lehető leg5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 65 2
