Устройство для электромиграционного разделения ионов

Устройство для электромиграционного разделения ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

?п? 552108

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. спид-г (22) Заявлено 17.12.73 (21) 1976926/26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.03,77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 15.04.77 (51) М. Кл, B 01К 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 537.363(088.8) (72) Авторы изобретения

T. А. Лепику, Л. P. Суйт и А. О. Когер

Тартуский государственный университет (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМИГРАЦИОННОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ

Изобретение относится к технике электрохимического разделения элементов и может быть использовано для получения чистых элементов, а также для разделения ионов.

Известен прибор, применяемый для разделения ионов, содержащий концентрически расположенные мембраны, образующие цилиндрические электродные и рабочие камеры (1).

Недостатком данного прибора является невысокая степень разделения ионов.

Известно также устройство для электромиграционного разделения ионов, включающее емкость с размещенными в ней электродами.

Между электродами помещены две мембраны, отделяющие среднюю рабочую камеру от электродных камер, причем одна из мембран расположена вертикально (2).

Недостатком данного прибора является невысокая степень разделения ионов, отсутствие возможности тонкого регулирования условий разделения смесей ионов с близкими свойствами.

Целью изобретения является увеличение степени разделения ионов, Поставленная цель достигается тем, что вторая мембрана устройства расположена под острым углом к вертикали.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для электромиграционного разделения ионов. Устройство прсдставляет собой трехкамерную систему: электродные камеры 1 и 2 и рабочая камера 3. Рабочая камера заполняется мелкопористым наполнителем. По бокам рабочей камеры имеются плексигласовые фланцы с металлическими шпильками, при помощи которых к ней крепятся электродные камеры и между ними мембраны, одна из которых параллельна

10 электродам, а другая расположена под острым углом к вертикали. Проволочные платиновые электроды 4 фиксированы у боковых стенок эле?лт1)одных ?ламе1), В ?лоторых ??мс ются отверстия для ввода 5 и вывода 6 элск15 тродных растворов. В рабочей камере имеются отверстия для ввода буферного раствора 7 и раствора разделяемых ионов 8.

Устройство работает следующим образом.

Буферный раствор, содержащий комплек20 сообразователь, подается с помощью насоса в нижнее отверстие 7 рабочей камеры. Пройдя рабочую камеру в направлении снизу вверх, раствор поступает через отверстия на крышке рабочей камеры в приемник (на чертеже ука25 зано стрелками). Через электродные камеры пропускаются растворы анолита и като 7?лт а соответственно требуемому направлению электрического поля. Треугольная форма рабочей

3 и одной из электродных камер 2 позволяет

30 добиться с помощью подбора электропровод552108 ности растворов установления градиента плотности электрического тока вдоль вертикали.

Через некоторое время после подачи напряжения на электроды в рабочей камере устанавливается некоторый градиент рН. С наступлением стационарного состояния в рабочую камеру вводят через ввод 8 раствор смесей разделяемых ионов. В результате совместного воздействия на поток ионов электрического поля, градиентов скорости движения раствора, градиента электрического тока вдоль вертикали и градиента рН по горизонтали, а также различий в прочности комплексов в рабочей камере образуются зоны накопления отдельных элементов, из которых растворы их соединений поступают в отдельные камеры приемника.

Пример. Разделяют смесь двух редкоземельных элементов лантана и иттербия, содержащую 36 г/л 1Ъ($04)з и 24 г/л LaBrq, а также 5,7 г/л РеС1, который вводят в разделяемую смесь в качестве индикатора стационарного состояния.

Наполнителем в рабочей камере служит кварцевый песок, а в качестве буферного раствора используют 0,18 молярный водный раствор мононатриевой соли лимонной кислоты.

В катодную камеру заливают 0,1 молярный раствор лимонной кислоты, а в анодную камеру — 0,1 нормальный раствор серной кислоты, затем через электродные камеры начинают прокачивать соответствующие электролиты со скоростью 0,5 мл/ч, а через рабочую камеру — буферный раствор со скоростью

0,32 мл/ч, при достижении стационарного со* стояния, о чем судят по постоянству силы тока, равной 100 ма, вводят разделяемую смесь со скоростью 0,5 мл/ч.

После поступления разделяемых элементов в приемник определяют содержание лантана и иттербия эмиссионно-спектральным методом анализа, согласно которому четко видна зона 7 — 11, где не находятся ионы из разде10 ляемой смеси, зона 5 — 7, где находятся только ионы лантана, зоны 11 — 15, где находятся ионы иттербия. Степень разделения составляет 99О/о. В известном аппарате таких результатов не достигают из-за невозможности по15 лучать фракции разделяемых веществ с наличием между ними «пустых» зон.

В предлагаемом аппарате это возможно.

Формула изобретения

Устройство для электромиграционного разделения ионов, включающее емкость с размещенными в ней электродами, между которыми помещены две мембраны, одна из кото25 рых расположена вертикально, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения степени разделения ионов, вторая мембрана расположена под острым углом к вертикали.

Источники информации, принятые во вни30 мание при экспертизе

1. Патент Англии, кл. 1150722, кл. С 7В, 1969.

2. Журнал физической химии, т. 35, 1, 1961, с. 217 (прототип).

552108

Составитель Т. Лепику

Техред Г. Алиева

Редактор Е. Шепелева

Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 689/1 Изд. № 304 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5