CZ296482B6 - Zpusob výroby bipolární membrány a pouzití takto získané bipolární membrány - Google Patents
Zpusob výroby bipolární membrány a pouzití takto získané bipolární membrány Download PDFInfo
- Publication number
- CZ296482B6 CZ296482B6 CZ20023464A CZ20023464A CZ296482B6 CZ 296482 B6 CZ296482 B6 CZ 296482B6 CZ 20023464 A CZ20023464 A CZ 20023464A CZ 20023464 A CZ20023464 A CZ 20023464A CZ 296482 B6 CZ296482 B6 CZ 296482B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- group
- membrane
- membranes
- metal salt
- periodic table
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 39
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 36
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- -1 transition metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims description 7
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 3
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
- C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
- C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
- C08J5/2275—Heterogeneous membranes
- C08J5/2281—Heterogeneous membranes fluorine containing heterogeneous membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Zpusob výroby bipolární membrány, pri kterém se kationtová membrána zpracuje se solí skupiny 8 Periodické tabulky prvku, aniontová membrána se zpracuje se solí prechodového kovu, nepatrícího do skupiny 8 Periodické tabulky prvku, nacez se obe membrány spojí a pred tímto spojením nebo po tomto spojení se uvedou do styku se zpracovatelským roztokem,který je zvolen z mnoziny zahrnující vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siricitanu kovu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby bipolámích membrán.
Dosavadní stav techniky
Bipolární membrány jsou součástí elektrodialýzových článků. Tyto elektrodialýzové články jsou velmi dobře známé v oboru, kde jsou zejména používány pro výrobu kyselin a zásad z vodných roztoků jejich solí. V rámci této aplikace jsou bipolární membrány ponořeny do vodných elektrolytů a zde na nich probíhá disociace vody účinkem elektrického pole. Obecně je snaha snížit elektrické napětí nezbytné pro disociaci vody v bipolární membráně.
Při způsobech obecně používaných pro výrobu bipolámích membrán se spojí kationtová membrána a aniontová membrána, které byly před spojením podrobeny kondicionačnímu předběžnému zpracování. Takto se v evropském patentovém dokumentu EP 0 368 924 B (Unisearch Limited) popisuje způsob výroby bipolární membrány, při kterém se kationtová membrána a aniontová membrána podrobí stejnému předběžnému kondicionačnímu zpracování, které zahrnuje uvedení do styku těchto membrán s vodným roztokem soli kovu, který je jiný než sodík nebo draslík, a s alkalickým roztokem (obvykle se vodným roztokem hydroxidu sodného); takto předběžně kondicionačně zpracované membrány se potom uloží na sebe za vzniku bipolární membrány.
Způsob popsaný v evropském patentovém dokumentu EP 0 769 032 B se liší od způsobu popsaného v evropském patentovém dokumentu EP 0 368 924 nahrazením alkalického roztoku vodným roztokem síranu nebo siřičitanu kovu za účelem vytvoření gelu hydratovaného síranu nebo siřičitanu kovu na rozhraní mezi oběma spojenými membránami. Jinak může být při způsobu podle patentového dokumentu EP 0 769 032 B zpracování kationtová a aniontové membrány roztokem síranu nebo siřičitanu kovu provedeno neměnně před nebo pod přiložení obou membrán.
Bipolární membrány získané za použití výše popsaných známých způsobů mezi dobrou mechanickou kohezi, snížený elektrický odpor a snížené elektrické napětí pro disociaci vody.
Cílem vynálezu je poskytnout bipolární membrány mající zlepšený výkon ve srovnání s výkonem membrán získaných za použití výše popsaných známých způsobů a zejména poskytnout bipolární membrány mající nízké napětí disociace vody.
Podstata vynálezu
V důsledku toho se vynález týká výroby bipolární membrány, při kterém sekationtová membrána a aniontová membrána podrobí zpracování solí kovu, obě membrány se spojí a před nebo po tomto spojení obou membrán se obě membrány uvedou do styku se zpracovatelským roztokem zvoleným z množiny zahrnující vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siřičitanu kovu, jehož podstata sočívá v tom, že se pro zpracování kationtové membrány zvolí sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků a pro zpracování aniontové membrány se zvolí sůl přechodového kovu nepatřícího do skupiny 8.
V rámci způsobu podle vynálezu je kationtovou membránou tenká neporézní fólie, která je selektivně propustná pro kationty a nepropustná pro anionty. Kationtové membrány použitelné v rámci způsobu podle vynálezu musí být vytvořeny z materiálu, který je inertní vůči vodným kyselým
-1 CZ 296482 B6 nebo zásaditým roztokům. Kationtovými membránami použitelnými v rámci vynálezu jsou například fólie z fluorovaného polymeru obsahujícího funkční skupiny odvozené od sulfonových kyselin, karboxylových kyselin nebo fosforových kyselin nebo směsi těchto funkčních skupin, přičemž tyto skupiny hrají úlohu fixních kationtových míst membrány. Příklady kationtových membrán tohoto typu jsou kationtové membrány, které jsou známé pod označením Raipore (Pall Rai) a pod ochrannou známkou Morgane (Solvay), zejména membrány Raipore R-4010, Morgane CDS a Morgane CRA.
Anintovou membránou je tenká neporézní fólie, která je selektivně propustná pro anionty a nepropustná pro kationty. Aniontovými membránami použitelnými v rámci vynálezu jsou fólie z polymemího materiálu, který je inertní vůči vodným kyselým nebo bazickým roztokům a který obsahuje kvartémí amoniové skupiny hrající roli fixních aniontových míst. Příklady takových aniontových membrán použitelných v rámci vynálezu jsou membrány Raipore R-1030, Raipore R-4030 a Morgane ADP.
Bipolárními membránami jsou membrány, které mají na jedné straně vlastnosti kationtové membrány a na druhé straně vlastnosti aniontové membrány.
Tloušťka aniontové a kationtové membrány ovlivňuje mechanické a elektrochemické vlastnosti bipolámí membrány získané způsobem podle vynálezu. Optimální tloušťka aniontové a kationtové membrány bude kompromisem mezi dostatečnou mechanickou odolností (tato vlastnost je příznivě ovlivněna velkou tloušťkou membrány) a nízkým příčným elektrickým odporem (tato vlastnost bude naopak příznivě elektrickým odporem (tato vlastnost bude naopak příznivě ovlivněna malou tloušťkou membrány). V praxi jsou tloušťka kationtové membrány a tloušťka aniontové membrány obecně větší než 10 mikrometrů, přičemž je tato tloušťka výhodně rovna alespoň 20 mikrometrů. Tyto tloušťky jsou obecně menší než 250 mikrometrů a zřídka kdy přesahují 200 mikrometrů, přičemž nej vhodnějšími tloušťkami jsou tloušťky v rozmezí od 30 do 150 mikrometrů.
V rámci způsobu podle vynálezu se kationtová membrána a aniontová membrána zpracovávají odděleně solí kovu. Podle vynálezu se zvolí sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků pro zpracování kationtové membrány a sůl přechodového kovu nepatřícího do skupiny 8 Periodické tabulky prvků pro zpracování aniontové membrány. Solí kovu je výhodně ve vodě rozpustná sůl, výhodně anorganická sůl, přičemž obzvláště doporučené jsou hydratované anorganické soli. Vhodné jsou chloridy, dusičnany, sírany a fosforečnany.
Zpracování kationtové membrány a aniontové membrány solemi kovů má za účel nahradit alespoň část ko-iontů membrán ionty kovů solí kovů. Obecně je snaha zabudovat do každé z obou membrán množství iontů solí kovů, které je vyšší než 10 a nižší než 100 mg na m2 povrchu membrány. Uvažovaným povrchem je ten z povrchů membrány (kationtové nebo aniontové), který se nachází ve styku s druhou membránou (aniontovou nebo kationtovou) v bipolámí membráně. Výhodné jsou hodnoty 20 až 100 mg/m2, přičemž obzvláště výhodné jsou hodnoty 25 až 40 mg/m2.
Jednoduchý způsob ošetření kationtové a aniontové membrány solemi kovů spočívá v tom, že se výše uvedené strany těchto membrán impregnují vodným roztokem soli kovu. Tato impregnace membrán může být snadno provedena tak, že se ponoří do lázně roztoku soli kovu. Přirozeně může být použit i každý jiný vhodný známý impregnační postup. Vodným roztokem soli kovu může být bez rozdílu kyselý roztok, zásaditý roztok nebo roztok s neutrální hodnotou pH. V praxi je optimální pH podmíněně použitou solí kovu takovým způsobem, aby bylo dosaženo maximální rozpustnosti. Koncentrace vodného roztoku není kritická, i když koncentrované roztoky jsou výhodné. Doporučuje se použít vodné roztoky, jejichž koncentrace soli kovu je alespoň rovna 0,1 (výhodně 0,5) mol/1. Maximální přípustná koncentrace vodného roztoku soli kovu je koncentrace, která odpovídá nasycennosti roztoku a závisí tedy na různých parametrech, mezi které patří
-2CZ 296482 B6 použitá sůl kovu, teplota roztoku a hodnota pH tohoto roztoku. Výhodné je použít roztoky při teplotě blízké teplotě místnosti, například teploty od 15 do 35 °C.
Při způsobu podle vynálezu se kationtová a aniontová membrána kromě toho uvede do styku se zpracovatelským roztokem zvoleným z množiny zahrnující vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siřičitanu kovu. Výhodnými příklady alkalických roztoků jsou roztoky hydroxidů alkalických kovů, přičemž z těchto roztoků jsou výhodné roztoky hydroxidu sodného a hydroxidu lithného. Sírany a siřičitany kovů jsou výhodně zvoleny z množiny zahrnující sírany a siřičitany alkalických kovů. Výhodnými zpracovatelskými roztoky jsou vodné roztoky síranu sodného a vodného roztoku siřičitanu sodného.
Jednoduchý způsob uvedení kationtové a aniontové membrány do styku s uvedeným zpracovatelským roztokem spočívá v to, že se tyto membrány ponoří do lázně tohoto zpracovatelského roztoku, jak to již bylo vysvětleno výše v souvislosti s ošetřením membrán solí kovu. Rovněž může být použit každý jiný vhodný známý impregnační postup.
Každý vhodný postup může být použit pro spojení kationtové membrány s aniontovou membránou. Výhodný postup spočívá v tom že se obě membrány přiloží jedna na druhou ve vlhkém stavu a zabrání se vytvoření vzduchových kapes mezi těmito membránami. Obě membrány mohou být přiloženy jedna na druhou pod tlakem nebo bez využití tlaku. Spojení obou membrán může být provedeno při teplotě místnosti nebo při vysoké teplotě za předpokladu, že tato teplota je nižší než teplota tepelného rozkladu kationtové nebo aniontové membrány.
V rámci vynálezu může být uvedení kationtové a aniontové membrány se zpracovatelským roztokem provedeno před tím, než byly obě membrány spojeny za účelem vytvoření bipolámí membrány, nebo až potom co byly obě membrány spojeny za účelem vytvoření bipolámí membrány. Výhodné je provést uvedené uvedení membrán do styku se zpracovatelským roztokem ještě před tím, než se obě membrány spojí.
V rámci výhodné formy provedení způsobu podle vynálezu se kov skupiny 8 Periodické tabulky prvků zvolí z množiny zahrnující železo, kobalt, nikl a přechodový kov nepatřící do skupiny 8 Periodické tabulky prvků se zvolí z množiny zahrnující železo, kobalt, nikl a přechodový kov nepatřící do skupiny 8 Periodické tabulky prvků se zvolí z množiny zahrnující chrom, molybden a wolfram.
V rámci jiné formy provedení způsobu podle vynálezu se sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků disperguje v části zpracovatelského roztoku a sůl přechodového kovu se disperguje v jiné části zpracovatelského roztoku a před spojením obou membrán se kationtová membrána zpracuje částí zpracovatelského roztoku obsahujícího sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků a aniontová membrána se zpracuje druhou částí zpracovatelského roztoku. Tato forma provedení způsobu podle vynálezu je výhodná vzhledem k tomu, že při jejím použití dochází ke zjednodušení pracovního procesu.
V rámci právě popsané výhodné variant způsobu provedení vynálezu je zpracovatelským roztokem vodný roztok síranu nebo siřičitanu alkalického kovu (výhodně síranu nebo siřičitanu sodného) a kationtová a aniontová membrána se podrobí zrání při styku se zpracovatelským roztokem, a to ještě před spojením obou membrán za účelem vytvoření bipolámí membrány. V rámci této varianty provedení způsobu podle vynálezu má zrání za účelem vyvolat srážení síranu nebo siřičitanu kovů skupiny 8 Periodické tabulky prvků v kationtové membráně a srážení síranu nebo siřičitanu přechodového kovu v aniontové membráně a následnou tvorbu gelu. Dodatečné informace týkající se uvedeného zrání lze nalézt v evropském patentovém dokumentu EP 0 769 032 B [Solvay (Société Anonyme)].
Bipolámí membrána získaná způsobem podle vynálezu by měla být výhodně přechovávána ve vlhkém stavu až do doby, kdy dojde kjejímu použití v elektrodialýzovém článku.
-3CZ 296482 B6
Bipolámí membrána získaná způsobem podle vynálezu je velmi vhodná pro elektrochemický rozklad vody a může být tedy použita při elektrodialyzačních technikách používajících vodné roztoky.
Vynález se tedy rovněž týká bipolámí membrány získané způsobem podle vynálezu pro výrobu hydroxidu alkalického kovu elektrodialýzou vodného roztoku soli alkalického kovu. Vynález se zejména týká použití uvedené bipolámí membrány pro výrobu hydroxidu sodného elektrodialýzou vodného roztoku chloridu, uhličitanu, síranu nebo dusičnanu sodného.
V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí konkrétního příkladu jeho provedení, který má pouze ilustrační charakter a nikterak neomezuje rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků a obsahem popisné části.
Příklady provedení vynálezu
V rámci tohoto příkladu se vyrobí bipolámí membrána z kationtové membrány Morgane CDS a z aniontové membrány Morgane ADP. Za tímto účelem se nejdříve odděleně připraví lázeň pro zpracování kationtové membrány a lázeň pro zpracování aniontové membrány. Lázeň určená pro kationtovou membránu je tvořena vodným roztokem nanohydrátu dusičnanu železitého, síranu sodného a síranu hořečnatého. Lázeň určená pro aniontovou membránu je tvořena vodným roztokem nonahydrátu dusičnanu chromového, síranu sodného a síranu hořečnatého.
Kationtová membrána se ponoří do lázně obsahující dusičnan železitý a aniontové membrána se ponoří do lázně obsahující dusičnan chromový. Obě membrány se podrobí zrání v jejich příslušných roztocích tím, že se v těchto roztocích ponechají po dobu 50 až 80 hodin, přičemž tyto lázně se udržují na teplotě 75 až 100 °C.
Po provedení zrání se obě membrány vyjmou z jejich lázní, přiloží se jedna ke druhé a na obě přiložené membrány se působí na chvilku tlakem asi 1,5 MPa, přičemž se jednou protáhnou mezi válečkami lisu.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (10)
1. Způsob výroby bipolámí membrány, při kterém se kationtová a aniontová membrána podrobí zpracování solí kovu, obě membrány se spojí a předtím, než se spojí, nebo potom, co se spojí, se uvedou do styku se zpracovatelským roztokem zvoleným z množiny zahrnující vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siřičitanu kovu, vyznačený tím, že se pro zpracování kationtové membrány zvolí sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků a pro zpracování aniontové membrány se zvolí sůl přechodového kovu nepatřícího do skupiny 8 Periodické tabulky prvků.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se kov skupiny 8 Periodické tabulky prvků zvolí z množiny zahrnující železo, kobalt a nikl a přechodový kov nepatřící do skupiny 8 Periodické tabulky prvků se zvolí z množiny zahrnující chrom, molybden a wolfram.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č e n ý tím, že se sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků a sůl přechodového kovu nepatřícího do skupiny 8 Periodické tabulky prvků zvolí z množiny zahrnující dusičnany a chloridy.
-4CZ 296482 B6
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků se disperguje v jedné frakci zpracovatelského roztoku a sůl přechodového kovu se disperguje ve druhé frakci zpracovatelského roztoku a před spojením obou membrán se kationtová membrána zpracuje frakcí zpracovatelského roztoku obsahující sůl kovu skupiny 8 Periodické tabulky prvků a aniontová membrána se zpracuje druhou frakcí zpracovatelského roztoku.
5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačený tím, že zpracovatelským roztokem je roztok síranu nebo siřičitanu alkalického kovu.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že zpracovatelským roztokem je roztok síranu sodného.
7. Způsob podle nároku 5 nebo 6, vyznačený tím, že kationtová membrána a aniontová membrána se podrobí zrání při styku se zpracovatelským roztokem.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačený tím, že solemi kovů jsou hydratované soli.
9. Použití bipolámí membrány získané způsobem podle některého z nároků 1 až 8 pro výrobu hydroxidu sodného elektrodialýzou vodného roztoku sodné soli.
10. Použití podle nároku 9, vyznačené tím, že sodná sůl je tvořena chloridem sodným.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0005133A FR2807950B1 (fr) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Procede de fabrication d'une membrane bipolaire et utilisation de la membrane bipolaire ainsi obtenue |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20023464A3 CZ20023464A3 (cs) | 2003-05-14 |
| CZ296482B6 true CZ296482B6 (cs) | 2006-03-15 |
Family
ID=8849480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20023464A CZ296482B6 (cs) | 2000-04-19 | 2001-04-13 | Zpusob výroby bipolární membrány a pouzití takto získané bipolární membrány |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6924318B2 (cs) |
| EP (1) | EP1276795B1 (cs) |
| JP (1) | JP4751559B2 (cs) |
| AT (1) | ATE319763T1 (cs) |
| AU (2) | AU2001268970B2 (cs) |
| BR (1) | BR0110136B1 (cs) |
| CA (1) | CA2406964A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ296482B6 (cs) |
| DE (1) | DE60117794T2 (cs) |
| ES (1) | ES2259327T3 (cs) |
| FR (1) | FR2807950B1 (cs) |
| HU (1) | HUP0300443A3 (cs) |
| NO (1) | NO20025024L (cs) |
| PL (1) | PL206721B1 (cs) |
| SK (1) | SK285289B6 (cs) |
| WO (1) | WO2001079335A1 (cs) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006004662A1 (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Ge Ionics, Inc. | Bipolar membrane and method of making same |
| EP1876145A1 (en) | 2006-07-07 | 2008-01-09 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for the production of sodium bicarbonate |
| FR2926027A1 (fr) | 2008-01-07 | 2009-07-10 | Solvay | Procede de production de bicarbonate de sodium, pour desulfuration de fumees. |
| EP2078697A1 (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-15 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for producing sodium carbonate and/or sodium bicarbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate |
| EP2078698A1 (en) | 2008-01-08 | 2009-07-15 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for producing sodium carbonate |
| WO2010072793A1 (en) | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Solvay Sa | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| MX2012002386A (es) | 2009-08-26 | 2012-09-07 | Siemens Pte Ltd | Membranas de intercambio ionico. |
| EP2399866A1 (en) | 2010-06-22 | 2011-12-28 | Solvay SA | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| KR101985552B1 (ko) | 2010-09-15 | 2019-06-03 | 비엘 테크놀러지스 인크. | 가용성 코어 주위에 얀-강화된 중공 섬유 막의 제조 방법 |
| AU2011315852B2 (en) | 2010-10-15 | 2014-12-18 | Evoqua Water Technologies Llc | Anion exchange membranes and process for making |
| WO2012051610A1 (en) | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Siemens Industry, Inc. | Process for making a monomer solution for making cation exchange membranes |
| WO2013092754A1 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Solvay Sa | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| EP2607313B1 (en) | 2011-12-23 | 2017-12-06 | Solvay SA | Solution mining of ore containing sodium carbonate and bicarbonate |
| CN102531927B (zh) * | 2011-12-28 | 2013-09-11 | 浙江工业大学 | 一种利用双极膜电渗析制备四丙基氢氧化铵的方法 |
| US9227362B2 (en) | 2012-08-23 | 2016-01-05 | General Electric Company | Braid welding |
| US20150315042A1 (en) | 2012-10-04 | 2015-11-05 | Evoqua Water Technologies Llc | High-Performance Anion Exchange Membranes and Methods of Making Same |
| CA2887132C (en) | 2012-10-11 | 2020-07-21 | Evoqua Water Technologies Llc | Coated ion exchange membranes |
| US10208363B2 (en) | 2012-12-07 | 2019-02-19 | Solvay Sa | Process for producing sodium carbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate |
| CN104278288A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-14 | 赵文洲 | 一种连续电解制备高纯四丁基氢氧化铵的方法 |
| ES2661455T3 (es) | 2014-10-09 | 2018-04-02 | Solvay Sa | Procedimiento para producir amoníaco |
| US10732435B2 (en) | 2015-03-03 | 2020-08-04 | Verily Life Sciences Llc | Smart contact device |
| US9937471B1 (en) | 2015-03-20 | 2018-04-10 | X Development Llc | Recycle loop for reduced scaling in bipolar membrane electrodialysis |
| US9914644B1 (en) | 2015-06-11 | 2018-03-13 | X Development Llc | Energy efficient method for stripping CO2 from seawater |
| US9914683B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Fuel synthesis from an aqueous solution |
| US9915136B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Hydrocarbon extraction through carbon dioxide production and injection into a hydrocarbon well |
| US9862643B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-09 | X Development Llc | Building materials from an aqueous solution |
| US9873650B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-23 | X Development Llc | Method for efficient CO2 degasification |
| WO2019188596A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社アストム | バイポーラ膜及びその製造方法 |
| SG11202101883QA (en) | 2018-09-25 | 2021-04-29 | Evoqua Water Tech Llc | Ion exchange membrane through uv initiated polymerization |
| EP4461704A1 (en) | 2023-05-11 | 2024-11-13 | Solvay SA | Process for producing ammonium carbonate and sodium carbonate |
| WO2025016961A1 (en) | 2023-07-14 | 2025-01-23 | Solvay Sa | Plant for electrically producing sodium carbonate or bicarbonate |
| WO2025016957A1 (en) | 2023-07-14 | 2025-01-23 | Solvay Sa | Plant for electrically producing sodium carbonate or bicarbonate |
| WO2025016959A1 (en) | 2023-07-14 | 2025-01-23 | Solvay Sa | Method for manufacturing a sodium carbonate solution |
| CN117106216B (zh) * | 2023-07-18 | 2024-05-24 | 同济大学 | 一种层状双金属氢氧化物基水凝胶双极膜及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1615983A (en) * | 1982-06-22 | 1984-01-05 | Unsearch Ltd. | Bipolar membrane |
| US5227040A (en) * | 1987-07-30 | 1993-07-13 | Unisearch Limited | High performance bipolar membranes |
| DE3851435T2 (de) * | 1987-07-30 | 1995-04-27 | Unisearch Ltd | Bipolare hochleistungsmembranen. |
| CA2043583C (en) * | 1990-05-31 | 1999-01-05 | Fumio Hanada | Bipolar membrane and method for its production |
| EP0600470A3 (en) * | 1992-12-04 | 1995-01-04 | Asahi Glass Co Ltd | Bipolar membrane. |
| JPH06179757A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-06-28 | Asahi Glass Co Ltd | バイポーラ膜 |
| IT1280011B1 (it) * | 1993-12-24 | 1997-12-23 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di un idrossido di un metallo alcalino |
| BE1008471A3 (fr) * | 1994-07-05 | 1996-05-07 | Solvay | Membrane bipolaire et procede de fabrication d'une membrane bipolaire. |
| IT1269982B (it) * | 1994-09-20 | 1997-04-16 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di una membrana bipolare e procedimento di preparazione di una soluzione acquosa di un idrossido di un metalloalcalino mediante elettrodialisi |
-
2000
- 2000-04-19 FR FR0005133A patent/FR2807950B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-04-13 AT AT01947225T patent/ATE319763T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 CZ CZ20023464A patent/CZ296482B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 DE DE60117794T patent/DE60117794T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 US US10/257,399 patent/US6924318B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 WO PCT/EP2001/004334 patent/WO2001079335A1/fr active IP Right Grant
- 2001-04-13 SK SK1501-2002A patent/SK285289B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 AU AU2001268970A patent/AU2001268970B2/en not_active Ceased
- 2001-04-13 JP JP2001576925A patent/JP4751559B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-13 HU HU0300443A patent/HUP0300443A3/hu unknown
- 2001-04-13 BR BRPI0110136-6A patent/BR0110136B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 EP EP01947225A patent/EP1276795B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 PL PL357745A patent/PL206721B1/pl unknown
- 2001-04-13 AU AU6897001A patent/AU6897001A/xx active Pending
- 2001-04-13 ES ES01947225T patent/ES2259327T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 CA CA002406964A patent/CA2406964A1/fr not_active Abandoned
-
2002
- 2002-10-18 NO NO20025024A patent/NO20025024L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE319763T1 (de) | 2006-03-15 |
| PL206721B1 (pl) | 2010-09-30 |
| EP1276795B1 (fr) | 2006-03-08 |
| US6924318B2 (en) | 2005-08-02 |
| EP1276795A1 (fr) | 2003-01-22 |
| SK285289B6 (sk) | 2006-10-05 |
| CA2406964A1 (fr) | 2001-10-25 |
| ES2259327T3 (es) | 2006-10-01 |
| DE60117794D1 (de) | 2006-05-04 |
| AU6897001A (en) | 2001-10-30 |
| FR2807950A1 (fr) | 2001-10-26 |
| NO20025024L (no) | 2002-11-25 |
| JP4751559B2 (ja) | 2011-08-17 |
| DE60117794T2 (de) | 2006-11-16 |
| BR0110136A (pt) | 2003-01-14 |
| SK15012002A3 (sk) | 2003-04-01 |
| PL357745A1 (en) | 2004-07-26 |
| CZ20023464A3 (cs) | 2003-05-14 |
| US20030155244A1 (en) | 2003-08-21 |
| HUP0300443A2 (hu) | 2003-06-28 |
| HUP0300443A3 (en) | 2005-10-28 |
| WO2001079335A1 (fr) | 2001-10-25 |
| BR0110136B1 (pt) | 2011-06-14 |
| JP2004501213A (ja) | 2004-01-15 |
| FR2807950B1 (fr) | 2002-07-19 |
| AU2001268970B2 (en) | 2004-12-16 |
| NO20025024D0 (no) | 2002-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ296482B6 (cs) | Zpusob výroby bipolární membrány a pouzití takto získané bipolární membrány | |
| CZ84197A3 (en) | Process for producing a bipolar membrane and process for preparing aqueous solution of alkali metal hydroxide by electrodialysis | |
| DE102009013207A1 (de) | Bipolare Membran | |
| CZ797A3 (en) | Bipolar diaphragm and process for producing thereof | |
| EP1188784B1 (en) | Cation-exchange membrane selectively permeable to monovalent cation and process for producing the same | |
| CZ83094A3 (en) | Process for producing a bipolar membrane and process for preparing an aqueous solution of alkali metal hydroxide | |
| SK67593A3 (en) | Method for the production of water solution of sodium hydroxide | |
| DE4026154A1 (de) | Bipolare mehrschichtmembranen | |
| CA1336898C (en) | High performance bipolar membranes | |
| CZ287072B6 (en) | Process for preparing aqueous solution of alkali metal hydroxide | |
| EP0563851A2 (de) | Bipolare Membran und verfahren zu deren Herstellung | |
| KR20250094446A (ko) | 수산화리튬의 제조 방법 | |
| JPH07258878A (ja) | バイポーラ膜使用の電気透析方法 | |
| JPH03229621A (ja) | 電気透析法による水スプリッタシステム | |
| JPH04284832A (ja) | 無機塩含有両性界面活性剤溶液の電気透析方法 | |
| JPH04284831A (ja) | 無機塩含有アニオン性界面活性剤溶液の電気透析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200413 |