Электролитическая ячейка для хлорщелочного электролиза Советский патент 1985 года по МПК C25B13/08 C08J5/22 

Изобретение относится к технологии получения ионообменных мембран и может быть использовано в электрохимической промышленности, в частности в электролитических процессах получения щелочи и хлора. Широкое распространение в качестве материала для диафрагм электролитических ячеек, предназначенных для хлорщелочного электролиза, получили перфторированные ионообменные полимеры. Достоинством этих полимеров является высокая химическая устойчивость к агрессивным средам. Известна электролитическая ячейка для хлорщелочного электролиза, в которой материалом для диафрагмы служит перфтррированный сополимер с сульфонамидными или сульфонатными группами ij . Использование указанной мембраны в процессе электролиза позволяет достичь КПД по току 93-96%. Однако в процессе работы свойства мембраны быстро ухудшаются, в результате чего резко снижается эффективность до ток Наиболее близкой к предлагаемой является электролитическая ячейка для хлорщелочного электролиза, соде жащая корпус с анодными и катодными участками, разделенными диафрагмой, вьшолненной из многослойной мембраHisi, в которой по меньшей мере один слой образован перфторированным ион обменным сополимером с боковыми группами -CFjCFjSO M,где М представ ляет собой атом натрия или калия, и один слой на поверхности - перфторн ррванным сополимером с группами OCFjCOOM При использовании известной ячей ки в пр0цессе получения галогена КПД по току составляет 93-97%, при концентрации щелочи в катодном пространстве до 40%. Недостатком известной электролитической ячейки является ее недолговечность из-за невысокой механической прочности мембраны. Цель изобретения - увеличение долговечности электролитической ячейки. Для достижения цели в электролитическдй ячейке для хлорщелочного электролиза, содержащей корпус, имеющий анодный и катодный участки, разделенные диафрагмой, вьтолненной из многослойной мембраны, в которой 92 по меньшей мере один слой образован перфторированным ионообменным сополиметром с боковыми группами -СРгСР ЗОдМ, где М -Na или К, и один слой на поверхности - перфторированньп«1 карбоксилсодержащим сополимером, перфторированный карбоксилсодержащий сополимер представляет собой гидролизованный сополимер метил-перфтор-(4,7-диокса-5-метил-8-ноненоата) и тетрафторэтилена, содержащий группы OCFjCFgCOOM, где М - Na или К, с эквивалентной массой 900-1100. Сополимеры согласно изобретению могут быть получены сополимеризацией смеси соответствующих мономеров, конкретно сополимеризацией метилового эфира перфтор-4,7-диоксана-5-метил-8-ноненовой кислоты и тетрафторэтилена с образованием карбоксилсодержащего сополимера и сополимеризующей перфтор-3,6-диокса-4-метил-7- октан-сульфонилфторида и тетрафторэтилена с образованием сульфополимера. При использовании пленок сополимеров согласно изобретению в качестве диафрагм электролитической ячейки необходимо, чтобы эквивалентный вес (ЭВ) карбоксильного сополимера не превьппал 1500. Увеличение ЭВ ведет к возрастанию сопротивления мембраны и ухудшению эксплуатационных свойств ячейки. Сополим(ры согласно изобретению могут быть получены известными методами полимеризации, в частности радикальной полимеризацией в присутствии инициаторов свободно-радикаль-д ного типа в среде фторированного растворителя или воды. Мембраны на основе указанных сополимеров представляют собой многослойные пленочные структуры с толщиной 0,050,5 мм. Пример t. Пленку сополимера тетрафторэтилена и перфтор-3,6-диокса-4-метил-7-октенсульфонилфторида, имеющего ЭВ 1100, толщиной 0,127 мм помещают в пресс и покрывают одну поверхность 1 г порошка сополимера тетрафторэтилена и метилового эфира перфтор-4,7-диокса-5-метил-8-ноненовой кислоты с ЭВ 900. Материал выдерживают в течение 4 мин при без давления и 2 мин при при давлении 2120 кгс/см. Полученную мембрану обрабатывают

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ХЛОРЩЕЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА, содержащая корпус, именмций анодный и катодный участки, разделенные диафрагмой, выполненной из многослойной мембраны, в которой по меньшей мере один слой образован перфторированным ионообменным сополимером с боковыми группами CFjCF-jSOjM, где М - Na или К, и один слой на поверхности - перфторированным карбоксилсодержащим сополимером, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности электролитической ячейки, перфторированный карбоксилсодержащий сополимер представляет собой гйдролизо- ванный сополимер метил-перфтор-