СПОСОБ ОБРАБОТКИ АНИОНООБМЕННОЙ МЕМБРАНЫ МА-40 В РАСТВОРЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА Российский патент 2015 года по МПК H01M2/14 

Использование: анионообменная мембрана марки МА-40, предварительно прошедшая химическую обработку в растворе пероксида водорода, может быть использована в гальваническом производстве в мембранных электролизерах, предназначенных для очистки промывной воды ванн улавливания от хромат-, бихромат- и полихромат-ионов методом мембранного электролиза.

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения миграции (переноса ионов при пропускании электрического тока) через обработанную таким способом мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при использовании обработанной мембраны в мембранных электролизерах, предназначенных для очистки промывной воды ванн улавливания от хромат-, бихромат- и полихромат-ионов методом мембранного электролиза.

Предлагаемый способ позволяет модифицировать анионообменную мембрану МА-40 химическим методом таким образом, что миграция через обработанную мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при пропускании электрического тока не сопровождается повышением напряжения на электролизере более 12-16 В при плотности тока на мембране 2-4 А/дм².

Целью изобретения является разработка способа модификации мембраны МА-40, позволяющего облегчить миграцию через мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов).

В качестве объекта применения изобретения взята анионообменная мембрана марки МА-40.

Сущность изобретения: из уровня техники известны ионообменные мембраны, их свойства и способы обработки промышленных ионообменных мембран с целью увеличения их химической стойкости, селективности, электропроводности, механической прочности и т.д. [1-4].

При использовании мембраны МА-40 для очистки промывной воды от соединений шестивалентного хрома методом мембранного электролиза процесс очистки прекращается, поскольку соединения шестивалентного хрома окисляют анионообменную смолу с образованием малорастворимых полимерных соединений, которые обладают низкой электропроводностью и препятствуют миграции соединений шестивалентного хрома через мембрану.

Для решения этой проблемы в [5] предложен способ обработки анионообменной мембраны МА-40 в растворе, содержащем персульфат калия или аммония 50-70 г/л и серную кислоту 50-70 г/л, который является наиболее близким прототипом.

Предложенный в [5] способ имеет недостаток, поскольку используется сильный окислитель и сильнокислая среда, что может снизить механическую прочность армирующей ткани из органического материала (капрона) и, как следствие, уменьшить срок службы мембраны в целом.

Недостаток прототипа [5] устраняется при использовании для обработки мембраны МА-40 более слабого окислителя - раствора пероксида водорода.

Отсутствие добавки сильной минеральной кислоты (серной кислоты) сильно ограничивает окислительные свойства раствора пероксида водорода, что позволяет избежать возможного ухудшения механических свойств армирующей ткани.

Использование более слабого окислителя - раствора пероксида водорода - для обработки мембраны требует большего времени для достижения требуемого результата - изменения химических свойств мембраны, способствующих облегчению миграции через мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при пропускании электрического тока.

Способ обработки мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода заключается в следующем. Сухую мембрану обрабатывают путем погружения в 1-50% водный раствор пероксида водорода, процесс проводится без нагревания. Корректировка раствора осуществляется добавлением соответствующего количества раствора пероксида водорода. Время обработки от 1 до 14 суток. Конец обработки - цвет мембраны должен быть белым, либо бело-желтым. После обработки мембрана промывается большим количеством холодной водопроводной воды и хранится под слоем воды.

Модификация анионообменной мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода приводит к возможности ее длительного использования в мембранных электролизерах, предназначенных для извлечения хромат- и бихромат-ионов из промывной воды ванн улавливания.

Ниже приведен пример химической обработки анионообменной мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода.

Пример 1

Сухую анионообменную мембрану МА-40 полностью погружают, например, в 10% или 30% водный раствор пероксида водорода, находящийся при комнатной температуре, и оставляют в этом растворе на 14 и 7 дней соответственно. По истечении этого времени цвет мембраны должен быть белым либо бело-желтым, что указывает на конец химической обработки. После этого мембрана промывается большим количеством холодной водопроводной воды и хранится под слоем воды.

Источники информации

1. Мазанко А.Ф., Камарьян Г.М., Ромашин О.П. Промышленный мембранный электролиз. - М.: Химия, 1989, с. 240.

2. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. /Кульский Л.А. - 4-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наук. Думка, 1983, - с. 528.

3. Краткий справочник по химии. /Под. ред. О.Д. Куриленко. - 4-е изд., испр. и доп. - Киев: Наукова Думка, 1974, - с. 991.

4. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. - М.: Наука, 1996. - 392 с.

5. Тураев Д.Ю. Способ модификации анионообменной мембраны МА-40. Патент RU 2303835 С2 Россия. Заявлено 26.09.05. Опубликовано 27.07.07 Бюл. №21.

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения переноса через обработанную таким способом мембрану под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов). В предложенном способе сухую анионообменную мембрану выдерживают при комнатной температуре в 1-50% водном растворе пероксида водорода в течение 1-14 суток. К техническому результату заявленного изобретения следует также отнести повышение срока службы мембраны при сохранении ее механической прочности. 1 пр.

1. Способ химической обработки анионообменной мембраны МА-40, предназначенный для облегчения переноса через нее под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов), отличающийся тем, что сухую анионообменную мембрану МА-40 выдерживают при комнатной температуре в 1-50% водном растворе пероксида водорода в течение 1-14 суток.