Способ изготовления пористой диафрагмы

Способ изготовления пористой диафрагмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту 9505332

I (22) Заявлено 090676 (21) 2367201/23-05 (23) Приоритет — (32) 11. 06. 75 (31) 75. 18246 (33) Франция

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.0379. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания

Иностранцы

Жан Башо, Пьерр Буи и Мишель Жюйард (Франция) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма Рон-Пуленк Эндюстри (Франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ ДИАФРАГМЫ

Изобретение относится к усовершенствованию способа изготовления пористой диафрагмы для электролиза, опи- санного в основном патенте СССР 5

Р 505332.

По основному патенту СССР Р505332 известен способ изготовления пористой диафрагмы для электролиза смеше .нием водной суспензии асбестового 10 волокна в присутствии анионного сульфониевого поверхностно-активного ве- щества с водйой дисперсией фторсодержащей смолы и порообразователем, формованием слЬя на сетке из пблу= - 15 ченной смеси, сушкой, термообработкой при температуре на 25-75 С выше температуры плавления смолы,в тече= ние 2-20 мин и удалением порообразователя (1). ЯО

Диафрагмы, полученные известным способом, характеризуются недостаточными прочностью и химической стойкостью.

Цель изобретения состОит В повы= шении механической прочности и химической стойкости диафрагмы.

Цель достигается тем, что в сйособе изготовления пористой диафрагмы в процессе формования в волокнистый

ЗО слой вводят асбестовую сетку толщиной

0,5 — 1,0 мм и весом 100-500 г/м

Пример 1. В этом примере описывается контрольный опыт, в котором усиливающий элемент располагают на катодной поверхности диафрагмы.

В соответствии с этим опытом изготавливают суспензию асбестбвых волокон, содержащую 100 r асбестовых волокон средней длиной 1-2 мм; 2500 мл воды; 2,5 г 75%-ного спиртового раствора диоктилсульфосукцината натрия.

Суспензию получают при перемешивании с помощью смесителя в течение 60 мин.

Затем добавляют 300 г политетрафторэтилена в виде 603-ного латекса сухого экстракта и 560 г карбоната кальция. Эту смесь перемешивают в течение

5 мин.

170 г полученной суспензии отжимают на асбестовой сетке (размер сита 1 дм ) с соблюдением следующей

2 вакуумной программы : 1 мин — отстаивание, 2 мин — отжатие под давлением

200 мм рт,ст.; 2 мин — под давлением

300 мм рт. ст.; 10 мин — под давлением 740 мм рт,ст.

Используемая асбестовая сетка толщиной 0,76 мм и весом 255 г/м выпол651659

50 иена из основных и уточных нитей номером 111 текс при плотности основы

13 нитей/см и плотности утка 7 ни- тей/см.

Полученную форму, соединенную такИм образом с асбестовой сеткой, высушивают в камере при 150 С в течение 5 ч. Затем усиленную форму фриттируют в печи, нагретой до 360 С, в течение 7 мин. Карбонат удаляют обработкой 20%-ным водным раствором уксус- 0 ной кислоты в течение 72 ч. Изготовленную диафрагму промывают в воде, Показатели диафрагмы:

Вес, г/дм 170

Толщина, мм 3,55

Прохождение жидкости, мл/мин . см (под давлением 50 г/см ) 0,15

Относительное сопротивление R/Rä 2,6

Эту диафрагму используют в качестве сепаратора при электролизе раствора хлористого натрия в следующих условиях: асбестовая сетка размещена с катодной поверхности; 25 электроды изготовлены методом обжига (платинированный титан со стороны анода и железо со стороны катода) расстояние между ними 7 мм;

I плотность тока 25 А/дм 30 температура 85ОС.

Наблюдают потерю сцепления на анодной поверхности при использовании моющего раствора, содержащего 120 г/л едкого натра и 1 г/л хлората, уравно- 35 вешивающее напряжение в ванне составляет 3,44 В, давление жидкости на диафрагму 15 см воды. . Пример 2. Этот пример аналогичен примеру 1, но только ту же 40 асбестовую сетку располагают на анодной поверхности.

При использовании аналогичного моющего раствора с тем же содержанием едкого натра и хлората уравновешиваю- 45 щее напряжение уменьшается до 3,17 В, относительное сопротивление составляет 2,1, давление жидкости на диафрагму — 12 см воды.

Пример ы 3-14, Во всех этих примерах ингредиенты используют в следующих соотношениях:

Асбестовое волокно,г, 100

Вода, г 2500

Полит етрафторэтилен, г 300

Диоктилсульфосукцинат натрия, г 2,5

Прочие условия и результаты электролиза, проводимого в тех же условиях, что и в примерах 1 и 2, приведены в нижеследующей таблице. 60

Данные таблицы показывают преимущества диафрагмы согласно изобретению.

Значения нагрузок в примерах 10-14 очень высоки, что практически не поз- 65 воляет использовать эти диафрагмы при электролизе.

В примере 9 рассматривается диафрагма, которая допускает высокое процентное содержание хлората, что вызывает его слабую индикацию.

Эти примеры показывают, что закрытая структура приводит к плохим результатам проведения электролиза.

Напротив, открытая структура дает довольно хорошие результаты, однако полученная диафрагма очень хрупкая, что вынуждает использовать более толстую диафрагму в ущерб проведению электролиза,как показано в примере 3.

В примерах 4 — 8 в соответствии с изобретением получают очень хоРошие общие результаты.

Пример 15. В этом примере, осуществляемом в условиях примеров

4-8, усиливающий элемент, отличаюшийся от усиливающего элемента, описываемого в примере 1, располагается на катодной поверхности.

Количество порофора (CACO>) составляет 560 г, а фильтруемого вещества 120 r. Толщина диафрагмы 3,10 мм, относительное сопротивление 2,25, уравновешивающее напряжение в ванне

3,30 В, давление жидкости на диафрагму 2,5 см. Состав моющего раствора, г/л:

Едкий натр 116

Хлорат 1,7

Эти условия неприемлемы для проведения электролиза:. давление жидкости мало, содержание хлората велико, напряжение в ванне соответствует напряжению в ванне в примере 5, которое, в свою очередь соответствует количеству фильтруемого вещества

200 г/дм, давлению жидкости на диафрагму 24 см и количеству хлората

0,9 г/л.

Очевидно, что использование раствора с целью повышения количества твердого вещества в пористой мембране для снижения содержания хлората и достижения достаточного напора жидкости приводит к созданию значительного уравновешивающего напряжения, тогда как согласно изобретению при большем количестве фильтруемого вещества (140 г вместо 120, см. пример 4) давление жидкости на диафрагму становится больше, содержание хлората уменьшается и напряжение в ванне становится слабее.

Пример 16. Работают в условиях примера 1, но фильтрацию и нанесение материалов осуществляют на асбестовой сетке, выполненной из нитей номером 111 текс, при плотности основы 10 нитей/см и плотности утка 4 нити/см. Толщина используемой сетки 0,66 мм при фильтрации. Полученная диафрагма с указанной сеткой весом 165 г/дм и толщиной 3,5 мм

651659 используется в соответствии с примером 2.

Уравновешивающее напряжение составляет 3,25 В, относительное сопротивление 2,5, давление жидкости на диафрагму 25 см.

Приготовленные согласно этому примеру диафрагмы проявляют некоторую хрупкость, поэтому некоторые из них нельзя было установить в ячейки из-за появления трещин.

Таким образом диафрагмы, полученные по предлагаемому способу, характеризуются значительно большей прочностью (допускают высокое давление жидкости) и химической стойкостью (при использовании диафрагм получают

10 лучшие показатели при электролизе) .

Эти результаты сравнимы с результатами примера 2, причем относительное сопротивление и давление жидкости значительно выше в связи с попаданием материала в ячейки сетки.

Количество, г/л

Номер примера

Давление жидкос ти на диафрагму, см

Напряжение в ванне, в

Количество порофора (caco ), r

Толщина диа фрагMbI MM

Относительное сопротивление

R/R p

Прохождение жидкости, мл/минх хсм под давлением

50 г/см хлората едкого натра

1,9

0,21

0,23

3,37

3 l5

125 0,8

120 1,3

140 0,9

2,9

0,14

3,32 24

3,18 18

3,19 25

3,35 54

2,6

0,09

120 2 0

3,6

0,05

0,025

135 1,2

2,9

125 0,4

3, О

108 З О

125 1 9

0,10

3 19

3,7

4,1

0,01

3,37 115

140

О, 005

220 3,4

4,0

Сильное

160 2,5

190 3,4

О 05

З,26

100 2,0

7,5

0,007 10,8

Сильное

220 З,б

То же

О

0,001 49

Формула изобретения

Способ изготовления пористой диафрагмы для электролиза по основному патенту СССР Р 505332 о т л и ч а- 50 ю шийся тем, что, с целью повышения механической и химической стойкости диафрагмы, в процессе форСоставитель Б,Холоденко

Техред Л. Алферова Корректор А. Кравченко

Редактор 3, Бородкина

Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 834/55

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Количество фильтруемого вещества, г/дм

1120 160 4,8

560 140

280 190 3,5

280 220 3 7

140 160 2 4

140 190 мирования в волокнистый слой вводят асбестовую сетку толщиной О 5-1 О мм т

1 и весом 100-500 г/м

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CCCP Р 505332, кл. В 01 D 13/02, 1973.