Способ электрохимического получения окислителей Советский патент 0 года по МПК C25B1/28 

Изобретение относится к технологии электрохимического получения окислителей (персульфатов, хлоратов, перххлоратов).

Известен способ электрохимического получения окислителей в бездиафрагменном электролизере, катод которого экранирован соединением, на котором не происходит восстановления окислителя, например, хлористым кальцием, ализариновым маслом, хромо вокислым натрием (калием). Катод выполнен из стали, свинца или графита.

Однако при этом снособе происходит загрязнение получаемого продукта веществами, препятствующими катодному восстановлению окислителей, и необходимость в связи с этим организации дополнительной стадии очистки окислителей.

С целью повыщения качества продукта и упрощения технологии по предложенному способу электролиз ведут на реверсированном токе, в качестве соединения, экранирующего катод, иснользуют окисел металла, содержащегося в материале, из которого выполнен катод, например, циркония, тантала, ниобия, алюминия.

На окислах, образованных в анодной области потенциалов на цирконии, тантале и др., не происходит совсем или идет с малой скоростью восстановление окислителей. Однако при катодной поляризации эти окислы или

растворяются, или меняют свои свойства под воздействием разряжающегося водорода, т. с. со временем катод начинает восстанавливать окислитель. Для того, чтобы вернуть нндифферентность катода к реакции восстановления окислителей, его необходимо на некоторое время иеревестп в область потенциалов, где на нем снова образуется нужная по свойствам окисная пленка. Время образовался инертной к окислителям пленки меньше, чем время се ;1счсзновения при катодной поляртзации.

Пример. Мсслеловались катоды, которые работал) в релчиме знакопеременной ноляризацин, в следующем режиме: исследуемый электрод гальваностатическ поляризуют заданной плотностью тока; периодически с помощью механического прерывателя цепь размы1кают, и электрод переводят в потенциостатпческий режим поляризации с заданным поте1щиалом регенерации окисном пленки.

При восстановлении окислителя на катоде иропорционально скорости восстановления снижается выход по току реакции выделения водорода, поэтому, регистрируя объем водорода, выделяющегося на катоде, можно оценить скорость восстановления ок1 слптеля. При 100%- юм выходе водорода по току воестаповлеиие окислителя полностью отсутствует.

Предварительно перед проведением опытов с окислителем схему калибруют по водороду, выделяющемуся из растворов серной кислоты или щелочи. Объем водорода, выдсвремя из этих электролизщиися за данное 100%-ному выходу ио литов, соответствует току.

электролит - 300 г1л

Ус.товия опыта: л H2SO4 (соответствует (NN4)28208 и 250 г таибольшей концентрации окислителя в промышленных электролизерах). Материал катода - цирконий. Катодная плотность тока измспяется от 15 до iOO лга/си. Режим работы: а) (Врвмя катодной полЯризации 0,5 сек; вре1мя регенерации пленки 0,5 сек; б) время катодной поляризации 5/6 сек регенерация п.тенаси 1/6 сек.

При постоянной поляризации указанш мплотностями токов в растворе персульфата в стационарном режиме не наблюдается никакого газовыделепия. Периодическое наложение потенциала, регенерирующего илеику, приводит к выделению водорода со 100%цым выходом по току, т. е. полностью прекращается реакцпя восстанол,ления окислителя.

Результаты опытов для режимов времен; «а и «б при всех значениях потенциалов от О до +3 представлены в таблице.

BHaSOi ЧBHsSO., -|-(XH,),,S,O,

50

137,138, 137 139, 136, 138

138,140, 142 I 1-;а, 145, 144, 142

50

Для оценки энергетических поте)ь, сзязанных с перенаиряжеинем водорода, бь:ли проведены сравнительные опыты определения неренаиряжения на цирконии в имнульсном режиме и свинце в постоянном режиме поляризации (свииец взят «как материал катода, нспо;1ьзус:.1ый з пролышленных электролизерах).

Для сзиица

ири .плотности тока i 100 лш/гл - ф -1,40 в; для циркокия - ф7г -1,45 а, где (п - среднее зиаза :;:1:од: ОЙ чение нерена пряжении

иоляр.изациИ.

Для ио71держа1П1я в электролизерах на аиоде постоянного потенциала в ус.ювиях знаКопеременной поляризации катода при реверсированном токе электролиза можно иснользор.ать два электрическн разделенных катода, которые работают катодами иопеременио, ликвидируя тем самым иульсацию потеициала анода.

Использоваиие в качестве катодов .металлов с веит) свойства мн позволяет одновременно с предотвращением реакции восстановления окислителя использовать их как выпрямляющие элементы, т. е. питать электролизер от переменного тока.

Предмет изобретения

Способ электрохимического по:; чени;1 окислителей в бездиафрагмснном электролизе)е, с катодом экраиированиым соедмнение.м. на котором не происходит восстановления окис,Л1теля, отличающийся тем, что, с нелью повышения качества продукта и упроН1,ения технологии, электролиз ведут на реверсированном токе, в качестве соедииения, экранирующего катод, используют окисел л;етал.та, содержащегося в материале, пз которого выполнен катод, например, ц 1ркония, та;1тала. ниобия, алюминия.