Состав гидрофобного катода для электровосстановления кислорода

Состав гидрофобного катода для электровосстановления кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к составам для гидрофобных катодов, применяемых для получения растворов гидроперекиси натрия. Цель изобретения - обеспечение возможности использования воздуха при получении гидроперекиси натрия, снижение давления газа и повышение степени использования электролита. Состав гидрофобного катода содержит сажу, политетрафторэтилен, углекислый аммоний электрографит при следующем соотношении компонентов, мас. %: сажа 18-24

политетрафторэтилен 30-31

углекислый аммоний 25-30

электрографит - остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 25 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,: (,, - Ф 1.1 Ф g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4086903/23-26 (22) 04.07.86 (46) 23.04.89. Бюл. Ф 15 (72) Ж.-Л.Л.Верт, Н.В.Гетманова, В.Ф.Павлова и Г.А.Серышев (53) 621.3.035.2,(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 897898, кл. С 25 В 1/32, 1981. (54) СОСТАВ ГИДРОФОБНОГО КАТОДА ДЛЯ

ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к составам для гидрофобных каИзобретение относится к электро- химическим производствам, а именно ,к получению растворов гидроперекиси натрия путем восстановления молекулярного кислорода или кислорода воздуха.

Цель изобретения - обеспечение. возможности использования воздуха при получении гидроперекиси натрия, снижение давления газа и повышение степени использования электролита.

Пример 1. В коническую колбу последовательно загружают ингредиенты углеродистой компоненты состава, r: сажа марки ДГ-100 0,64 электрографит с размером частиц 100425 мкм 0,96 связующее — гидрофобизатор (политетрафторэтилен Ф-4 фракции « 150 мкм) 1,2 порообразователь — углекислый аммоний фракции

« 150 мкм 1,0, и перемешивают при.ЯК 4 4181 А1 тодов, применяемых для получения растворов гидроперекиси натрия. Цель изобретения — обеспечение возможности использования воздуха при получении гидроперекиси натрия, снижение давления газа и повышение степени использования электролита. Сос.тав гидрофобного катода содержит сажу, политетрафторэтилен, углекис- лый аммоний, электрографит при следующем соотношении компонентов, мас. Ж: сажа 18-24, политетрафторэтилен 30-31, углекислый аммоний

25-30; электрографит — остальное.

1 табл. комнатной температуре до получения .однородной массы.

Полученную массу равномерно рас.— пределяют rro поверхности вкладьппа стальной цилиндрической пресс-формы с, ф 50 мм и прессуют при давлении

3,5 МПа/см . После прессования заготовку подвергают двойной термообработке: при 105-110 С в течение 1 ч и при 360-380 С в течение 20 мин. На готовую пластину напрессовывают токосъем из латунной сетки {размер ячейки 1 мм) при давлении 2,4 ИПа/см.

В результате указанных операций изготовляют катод, готовый к использованию для получения растворов гидроперекиси натрия путем катодно- го восстановления кислорода воздуха.

Испытания готового катода прово ;дят в термостатированной ячейке.

При этом катод установлен таким

1474181

25

40 образом, что он отделяет газовую камеру от электролита, а анолит вместе с поляризующим анодом помещают в винипластовую трубку с закрепленной на ней диафрагмой. Токосъем электрода обращен в сторону газовой камеры. Проникновение щелочного. раствора к поверхности латунной сетки вызывает резкое изменение потенциала, что. и определяет срок службы катода.

Катод в процессеполучения раство-: ров гидроперекиси натрия путем электровосстановления кислорода воздуха имеет следующие характеристики: 15

Потенциал под нагрузкой

20 мА/см исправленный на омическую составляющую (E о ) ь .МВ 712

Степень использования электролита (ч), % 95

Выход целевого продукта по току к концу электролиза (P), % 89

Срок службы под нагрузкой (t),÷ 70

Пример 2. Соответствует примеру 1 за исключением того, что ингредиенты углеродистой компоненты состава загружают в следующих количествах, г: сажа - .0,96, графит

0,64. Катод имеет следующие характеристики: Е = 710 мВ, ц = 95%, = 90%, t = 65 ч.

Остальные примеры конкретного выполнения, доказывающие правомерность указанного интервала ингредиен. тов состава, приведены в табл. 1, 45 включающей переменные параметры примеров 1 и 2.

В отношении размера частиц электрографита (-100 -425 мкм) следует отметить, что использование частиц большего размера при толщине элект50 рода 1 5 — 2 мм нецелесообразно изза ухудшения прочности последнего:

Таким образом, предлагаемый состав обеспечивает работоспособность сформированного катода в растворе

Na0H при использовании воздуха с низким избыточным давлением 0,3 кПа, в известном используют, воздух с избыточным давлением 2,7 кПа„ увеличение потенциала протекания процесса (снижение поляризации), увеличение степени использования электролита.

Нарушение предлагаемого интервала содержания .графита в углеродистой составляющей как в сторону уменьшения (пример 3), так и в сторону увеличения (пример 4) снижает выход целевого продукта по току и срок службы катода. К таким же результатам приводит нарушение предлагаемого интервала содержание гидрофобизатора (примеры 6, 7) и порообразователя (примеры 8, 9).

Формула изобретения

Состав гидрофобного катода для электровосстановления кислорода, содержащий сажу и политетрафторэтилен, о т л и ч а ю щ-и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности использования воздуха при получении гидроперекиси натрия, снижения давления газа и повьппения степени использования электролита, состав дополнительно; содержит порошок электрографита и углекислый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Сажа 18-24

Политетрафторэтилен

Углекислый аммоний 25-30

Электрогра фит 15-27

30-31 введение дополнительного количества электрохимически неактивной мелочи

I (на электрографите не происходит процесс образования НΠ— иона) ухудшает газопроницаемость и, следовательно, снижает рабочую плотность тока на катоде.

1474181

О

I в

»0

C0 N D

В В а

ЕЧмЪN»» М ь

В е Ъ о л в в а В о о

D N

ОЪ 40 л . о

О О мЪ

В В а а0 «0 СЧ еч м

В 04

00 Ю

° Е о о о

В» л о о ф Ф о о.

° Ф 40 мвл

В В В мЪ ОМ

N -ЕЧ в

«Ф

Ф в е е о о

4Ч

Т е ъ мЪ л оо О Ф сО м л

В е а

a0МЪ М еЧ N в»» мЪ В

Е . В

D О в е Ф, «Ф еч

В оо са мЪ, О

О4 (444 40 лло а а В В В

4» О мЪ О

° ЕЧN М

ЧЪ 04 мЪ О

В в о о л е

° 4Ч ° л оо

° 4Е о

04 ЕЧ ф 40

В мЪ в л а е о о

N Ch 4 Ъ 4)

° * a в мЪеЧМ ф в-ечм сч

0 мЪ ф м мъ е о о

CO l N М а В а в

ЛОЕЧ 4Ъ

N N 4 \

04 е

4Ч

О мЪ со еЧ . мЪ 0

ОЪ CO Ф

4 Л в е

° ол

4Ч ЕЧ мЪ а 0O м

4"Ъ М О са е а о о ф а л еЧ а е оо

«Э О о о ф мЪ

4Ч М М е а а

0 Ю мЪ

СЧ 4Ч м Ф

° О в а а о о

В мЪ

«Ф еч е

Ф е"1

В о

О

CO О оо

0 10

О ф

00 0

004 ОР в в a a

О1.О\ Ch o

-еч м мЪ В л л в а о о мЪ мЪ

Л 04 оо мъ мъ

Л М О е В а в

iм I Ч>

° еч еч м ей

В сч

М мЪ р л

В В о о

0»

30 о

В о в» N N 4Ч

Л ОЪ В О мЪ an

М 40

М мЪ палм а ° а В б

In an лт а ом о о Nв»N М

В

4Ч

Ф о

Оъ мЪ Л мЪ ф ОЪ CO

4«Ъ CO 4»Ъ а0

В В В В мЪ 0 О

N» N cn

М мЪ

О Л оо

ЧЕ 0 О О

1

О мЪ4

Ch 40

4 се\ е

D е

CO М 4 Ъ 10 а в в

° О 4ГЪ О

° ЕЧ 4Ч 4 Ъ

М мЪ а л оо О О О

В сч мЪ В О

Оа 0О Г ф 4 4С

О ф Ь I

0l Ъе, е о

° 4» V

Cl ° ф фЪ.. " 1 ф Cl f» э53

Cav cI у ., (o e

° чае. 44 о ф ° о о

° >,Ь CI

Оф4 5 ФК

3 и 1 С34 . °

%,es

:1

) ВВ

) ф

1.0 1

И В6 0

CII аПеЧСЭ

l l ф о

et 04 Е. а" „.3

ВО О (ay»ej