180463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás halogének és alkáliféme-hidroxidok előállitására alkálifém-halogenidek elektrolizise utján.
19 180463 20 ként határoztuk meg, és az eredményeket a III. táblázatban foglaljuk össze III. táblázat Katódos Oxigénfejlődés áramhatásfok (%) (tf %) 89 2,2 86 4,0 84 5,8 80 8,9 A IV. táblázat a sóoldat megsavanyításának szabályozó hatását mutatja az oxigénfejlődésre. A klórban lévő oxigén térfogatszázalékos tartalmát különböző HCl-koncentrációkra határoztuk meg a sóoldatban. IV. táblázat Sav (HC1)konoentráció (mól) o2 (tf%) 0,05 2,5 0,075 1,5 0,10 0,9 0,15 1,5 0,25 0,4 Ezekből az adatokból látható, hogy az oxigénfejlődés a visszavándorolt OH--ionok elektrokémiai oxidációja alapján, amelynek során az OH“ - H+ -ionok víz képződése mellett egyesülnek, csökken. Az I .táblázat 1-es számú oellájához hasonló cellát szerkesztettünk, és 323 mA/cm2 áramsűrűséggel olyan telített NaCl-oldat bevezetése közben üzemeltettünk, amelyet 0,2 n HCl-oldattal megsavanyítottunk. A cellafeszültséget 35 C° és 90 C° között különböző üzemi hőmérsékleteken mértük. Az I. táblázat 7-es számú oellájához hasonló cellát szerkesztettünk és 215 mA/cm2 áramsűrűséggel üzemeltettük 290 g NaCl/1 tartalmú körülbelül 5 mólos) nátriumklorid bevezetése mellett, amelyet nem savanyítottunk meg. A cellafeszültséget 35 C° és 90 C° között különböző üzemi hőmérsékleteken mértük. Az eredményeket 323 mA/om2 áramsűrűségre átszámítottuk, és az V. táblázatban adjuk meg. V. táblázat 1-es számú 7-es számú cella fe-Hőmércella feszültsége (323 mA/cm2-séklet szültsége re átszámítva 215 C° (V) mA/cm2-en mérve) 3,65 3,50 (3,15) 35 3,38 3,30 (2,98) 45 3,2 3,20 (2,9) 55 3,15 3,12 (2,78) 65 3,10 3,05 (2,72) 75 3,05 2,97 (2,65) 85 3,02 2,95 (2,63) 90 Az eredmények azt mutatják, hogy a legjobb üzemfeszültséget 80'—90 C° hőmérséklet-tartományban kapjuk. Megjegyezzük azonban, hogy a találmány szerinti katalizátorral és elektrolizátorral 35 °C-on is legalább 0,5 Volt-tal jobb feszültséget kapunk, mint a technika állása szerinti klór-elektrolizátorokkal 90 C°-on való üzemeltetésnél. Egy sor olyan cellát készítettünk, amelyeket olyan membránokkal láttunk el, amelyek a katódoldalon mindenkor aniontaszító záróréteggel rendelkeztek kémiailag módosított szulfonamidrétegek alakjában. Ezeknek a membránoknak a vastagsága 0,187 mm volt, és a DuPont cég által gyártott Nation kereskedelmi elnevezésű membránok családjába tartozott. A membrán katódoldalát 0,037 mm mélységig etiléndiaminnal való reakció útján szulfonamid-záróréteg keletkezése mellett, módosítottuk annak érdekében, hogy a hidroxiliontaszító hatást fokozzuk, és a lúgnak az anódoldalhoz való visszavándorlását lehetőleg kismértéken tartsuk. Egy (Ru 25% Ir/Ox-részecskékből 20% T—30 teflonkötővel és 6 mg/cm2 nemesfém-mennyiséggel készült anódot a membránnal összekötöttük. Egy platinaszivacsból 15% T—30 teflonkötővel és 4 mg platinaszivaccsal rendelkező katódot a membrán másik oldalához kapcsoltuk. Az anódkamrába 280—315 g/1 NaCl koncentrációjú sóoldatot vezettünk be, a katódkamrát pedig desztillált vízzel töltöttük meg. A cellákat 325 mA/cm2 áramsűrűséggel 85—90 C°-on üzemeltettük. A kapott eredményeket a VI. táblázatban foglaljuk össze. VI. táblázat CellaCellaHőmérNaOH Katódszám feszültséklet C° koncenthatásosség ráció ság mólban %-ban 1 2,68 85 5,1 89,6 2 2,78 89 4,8 87,6 3 2,76 90 4,8 91,6 Az eredmények azt mutatják, hogy egy olyan membrán alkalmazása, amelynek a katódoldala egy aniontisztító záróréteggel, mégpedig egy kémiailag módosított szulfonamid záróréteggel van ellátva, jelentős javulást okoz a katódáram hatásosságában anélkül, hogy az eljárás feszültséghatásosságát befolyásolná. Ez világosan mutatja, hogy egy ilyen membrán alkalmazása a vele összekötött elektródokkal az áramhatásosság jelentős javulásához és az eljárás összhatásosságának a növeléséhez vezet. Amennyiben a nátriumklorid-elektrolízist egy olyan cellában vitelezzük ki, amelyben mindkét elektród egy ionokat szállító membrán felületével van összekötve, akkor a lehető legnagyobb mértékű javulást érhetjük el. Az eljárás jobb teljesítőképességét érhetjük el azonban minden olyan szerkezet esetében is, ahol az elektródoknak legalább az egyike az ionokat szállító membrán felületével van összekapcsolva. Egy ilyen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
