CZ797A3 - Bipolar diaphragm and process for producing thereof - Google Patents

Bipolar diaphragm and process for producing thereof Download PDF

Info

Publication number
CZ797A3
CZ797A3 CZ977A CZ797A CZ797A3 CZ 797 A3 CZ797 A3 CZ 797A3 CZ 977 A CZ977 A CZ 977A CZ 797 A CZ797 A CZ 797A CZ 797 A3 CZ797 A3 CZ 797A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
metal
gel
sulfate
membrane
ion exchange
Prior art date
Application number
CZ977A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ288286B6 (en
Inventor
Heinz Hurwitz
Moussaoui Rachid El
Original Assignee
Solvay
Elektricite De France Edf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay, Elektricite De France Edf filed Critical Solvay
Publication of CZ797A3 publication Critical patent/CZ797A3/en
Publication of CZ288286B6 publication Critical patent/CZ288286B6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2275Heterogeneous membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/445Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0038Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving application of liquid to the layers prior to lamination, e.g. wet laminating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2381/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Polysulfones; Derivatives of such polymers
    • C08J2381/08Polysulfonates

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

A bipolar membrane, usable for electrodialysis of aqueous electrolytes, comprises two ion exchange membranes, respectively anionic and cationic, juxtaposed along a common surface, wherein, along said common surface, a gel based on hydrated metal sulpate and/or sulphite, including less than 0.01 mol % of indium, cerium, manganese and copper sulphates gel, is formed.

Description

(57) Anotace:(57) Annotation:

Bipolární membránu lze používat pro elektrodialýzu vodných elektrolytů. Je složena ze dvou iontovýměnných membrán, aniontové a kationtové, jež jsou navzájem spojeny společnou plochou obsahující gel hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanu kovu s obsahem gelu síranu india, ceru, manganu nebo mědi do š 0,01 %. Při způsobu její výroby se na iontovýj měnné membrány působí kovovými kationty za vzniku gelu hydrátovaného síranu a/nebo ’ siřičitanu kovu alespoň na části jejich společné stykové plochy.A bipolar membrane can be used for electrodialysis of aqueous electrolytes. It consists of two ion-exchange membranes, anionic and cationic, which are connected to each other by a common surface containing a gel of hydrated sulfate and/or metal sulfite with a gel content of indium, cerium, manganese or copper sulfate up to 0.01%. In the method of its production, ion-exchange membranes are acted upon by metal cations to form a gel of hydrated sulfate and/or metal sulfite on at least part of their common contact surface.

CZ 7-97 A3CZ 7-97 A3

ΐμ ϊ-riŤ- 10698Bipolárni membrána a způsob její výrobýΐμ ϊ-riŤ- 10698Bipolar membrane and its manufacturing method

Oblast techniky *ϋ χ>< ιField of technology *ϋ χ>< ι

-< Ό r- ,-a 2, . -< Ό r- ,-a 2, . O O s O with O co. what. σ o σ O O « Ol About « Ol Ss Ss o O

Vynález se týká bipolárni membrány, kterou lze používat pro elektrodialýzu vodných elektrolytů, způsobu výroby takové membrány.The invention relates to a bipolar membrane that can be used for electrodialysis of aqueous electrolytes, a method of manufacturing such a membrane.

Vynález se týká takéThe invention also relates to

Dosavadní stav techniky složkami podstatnýmiCurrent state of the art by essential components

Bipolárni membrány jsou elektrodialyzérů. Tyto jsou dobře známé v tomto oboru, kde se používají zejména pro výrobu kyselin a zásad z jejich solí. Při těchto elektrodialyzačních postupech jsou bipolárni memrány ponořeny do vodných elektrolytů a jsou místem, v němž dochází k disociaci vody působením elektrického pole. Je obvykle snahou snížit elektrické napětí (potenciál) pro disociaci vody v bipolárni membráně.Bipolar membranes are electrodialyzers. These are well known in the art, where they are used in particular for the production of acids and bases from their salts. In these electrodialysis procedures, bipolar membranes are immersed in aqueous electrolytes and are the site where water is dissociated by the action of an electric field. It is usually an effort to lower the electrical voltage (potential) for water dissociation in the bipolar membrane.

Při obvykle používaných způsobech výroby bipolárních membrán se kationtovýměnné membrány a aniontovýměnné membrány, které se nejprve kondicionuji, staví vedle sebe. V britské patentové přihlášce 2122543 se popisují bipolárni membrány získané sestavením vedle sebe kationtovýměnné mebrány a aniontovýměnné membrány, které byly kondicionovány, takže mají podél jejich sdruženého celkového povrchu vnitřní zónu obsahujicí kovové kationty a anionty, vyhrané zejména z aniontů tetraborátu, metaborátu, silikátu, metasi1ikátu, volframátu, chlorátu, fosfátu, sulfátu, chromátu, hydroxylu, karbonátu, molybdátu, chloroplatinátu, chloropaladátu, orthovanadátu a telíurátu. Pokud jde o kondicionační zpracování lze zejména uvést postup, při němž se na iontovýměnné mebrány působí vodnými roztoky síranu india, síranu sodného, síranu ceria, síranu chloridu chrómu, chloridu rutheniaIn the commonly used methods of producing bipolar membranes, cation exchange membranes and anion exchange membranes, which are first conditioned, are placed next to each other. British patent application 2122543 describes bipolar membranes obtained by side-by-side assembly of a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, which have been conditioned so that they have along their combined total surface an internal zone containing metal cations and anions, obtained mainly from tetraborate, metaborate, silicate, metasilicate anions, tungstate, chlorate, phosphate, sulfate, chromate, hydroxyl, carbonate, molybdate, chloroplatinate, chloropalladate, orthovanadate and telluriate. In terms of conditioning treatment, the procedure in which the ion exchange membranes are treated with aqueous solutions of indium sulfate, sodium sulfate, cerium sulfate, chromium chloride sulfate, ruthenium chloride

V mezinárodní přihlášce HO 89/01059 se popisuje způsob výroby bipolárni membrány, při němž se kationtovýměnná membrána a aniontovýměnná membrána zpracují odděleně působením alkalic kého roztoku soli kovu, jiného než je sodik nebo draslík. Obě mědi, síranu manganu, a chloridu rhodia.International application HO 89/01059 describes a method of manufacturing a bipolar membrane, in which the cation exchange membrane and the anion exchange membrane are processed separately by the action of an alkaline solution of a metal salt other than sodium or potassium. Both copper, manganese sulfate, and rhodium chloride.

iontovýměnné membrány se potom spoji vedle sebe a takto získaný celek se potom zpracuje působením alkalického vodného roztoku Při této známé metodě se jako alkalického roztoku používá roztok hydroxidu sodného a kovovou soli je obvykle chlorid kovu. Uvádí se síran čeřitý.the ion-exchange membranes are then joined next to each other, and the unit thus obtained is then treated with an alkaline aqueous solution. In this known method, a sodium hydroxide solution is used as the alkaline solution, and the metal salt is usually metal chloride. Cerium sulfate is mentioned.

Bipolární membrány získané známými, shora popsanými způsoby máji obvykle dobrou mechanickou soudržnost, dostatečný elektrický odpor a elektrické napětí pro disociaci vody.Bipolar membranes obtained by the known methods described above usually have good mechanical cohesion, sufficient electrical resistance and electrical voltage for water dissociation.

Úkolem vynálezu je získat bipolární membrány se zlepšenou účinnosti vzhledem k membránám získávaným známými, shora popsanými postupy, zejména bipolární membrány vystačujíci s nízkým elektrickým napětím pro disociaci vody.The task of the invention is to obtain bipolar membranes with improved efficiency compared to membranes obtained by known, above-described methods, in particular bipolar membranes sufficient with a low electric voltage for water dissociation.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Předmětem vynálezu je bipolární membrána, která se může používat pro elektrodialýzu vodných elektrolytů. Je složana ze dvou iontovýměnných membrán, aniontové a kationtové, které jsou vedle sebe spojeny společně povrchem. Bipolární membrána je charakterizována tím, že obsahuje na společném povrchu gel na bázi hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanu kovu, jiného než je gel síranu india, ceru, manganu a mědi.The subject of the invention is a bipolar membrane that can be used for electrodialysis of aqueous electrolytes. It is composed of two ion exchange membranes, anionic and cationic, which are joined together by the surface. The bipolar membrane is characterized by containing on the common surface a gel based on hydrated sulfate and/or metal sulfite, other than the indium, cerium, manganese, and copper sulfate gel.

Bipolární membrána podle vynálezu se skládá z aniontovýměnné membrány a z kationtovýměnné membrány. Aniontovýměnná membrána je tvořena tenkým, neporovitým listem selektivně permeabilním pro anionty a nepermiabilnim pro kationty. Kationtovýměnnou membránou je tenký, neporovitý list selektivně permeabilní pro kationty a nepermeabilni pro anionty. V dalším textu se aniontovýměnná membrána označuje jako aniontová membrána a kationotvýměnná membrána se označuje jako kationtová membrána. V bipolární membráně podle vynálezu musi být iontovýměnné membrány provedeny z materiálu, který je inertní proti kyselým nebo zásaditým vodným roztokům. Kationtové membrány, které se mohou používat v bipolární membráně podle vynálezu, jsou například listy z fluorovaných polymerů obsahujících funkční skupiny odvozené od sulfonových kyselin, karboxylových kyselin nebo fosfoniových kyselin, nebo směsi takových funkčních skupin.The bipolar membrane according to the invention consists of an anion exchange membrane and a cation exchange membrane. An anion exchange membrane consists of a thin, non-porous sheet selectively permeable to anions and impermeable to cations. A cation exchange membrane is a thin, non-porous sheet selectively permeable to cations and impermeable to anions. In the following text, an anion exchange membrane is referred to as an anion membrane and a cation exchange membrane is referred to as a cation membrane. In the bipolar membrane according to the invention, the ion exchange membranes must be made of a material that is inert against acidic or basic aqueous solutions. Cationic membranes that can be used in the bipolar membrane according to the invention are, for example, sheets of fluorinated polymers containing functional groups derived from sulfonic acids, carboxylic acids or phosphonic acids, or mixtures of such functional groups.

Tyto skupiny působí jako část fixovaných kationtových míst membrány. Kationtové membrány tohoto typu, které lze používat v bipolární Membráně podle vynálezu, jsou známé pod názvem RAIPORE (PALL RAD a pod obchodní» označením MORGANE (SOLVAY), zejména membrány a MORGANE CRA. Aniontové v bipolární membráně podleThese groups act as part of the fixed cation sites of the membrane. Cationic membranes of this type, which can be used in the bipolar membrane according to the invention, are known under the name RAIPORE (PALL RAD and under the trade name MORGANE (SOLVAY), especially membranes and MORGANE CRA. Anionic membranes in the bipolar membrane according

RAIPORE R-4010. MORGANE CDS membrány, jež lze používat vynálezu, se skládají z listů vyrobených z polymerního materiálu, který je inertní vůči kyselým nebo zásaditým vodným roztokům a který obsahuje kvartemí amoniové skupiny působící jako fixovaná aniontová místa. Aniontové membrány, které se mohou používat v bipolární membráně podle vynálezu, jsou membrány RAIPORE R-1030, RAIPORE R-4030 a MORGANE ADP.RAIPORE R-4010. MORGANE CDS membranes that can be used in the invention consist of sheets made of a polymeric material that is inert to acidic or basic aqueous solutions and that contains quaternium ammonium groups acting as fixed anion sites. Anionic membranes that can be used in the bipolar membrane according to the invention are RAIPORE R-1030, RAIPORE R-4030 and MORGANE ADP membranes.

Tloušťka iontovýměnných membrán ovlivňuje mechanické a elektrochemické vlastnosti bipolární membrány podle vynálezu. Optimální tloušťka iontovýměnných membrán bude výsledkem kompromisu mezi dostatečnou mechanickou pevností (vlastnost dosahovaná větší tloušťkou) a malým příčným elektrickým odporem (vlastnost závislá na malé tloušťce). V praxi bývá tloušťka iontovýměnných membrán obvykle větší než 10 μι a s výhodou alespoň 20 um. Je obvykle menší než 250 um a zřídka přesahuje 200 um, přičemž nejvhodnější tloušťka je obvykle 30 až 150 um.The thickness of the ion exchange membranes affects the mechanical and electrochemical properties of the bipolar membrane according to the invention. The optimal thickness of ion exchange membranes will be the result of a compromise between sufficient mechanical strength (a property achieved by greater thickness) and small transverse electrical resistance (a property dependent on small thickness). In practice, the thickness of ion exchange membranes is usually greater than 10 µm and preferably at least 20 µm. It is usually less than 250 µm and rarely exceeds 200 µm, with the most suitable thickness usually being 30 to 150 µm.

Aniontová membrána a kationtová membrána jsou v bipolární membráně podle vynálezu uspořádány vedle sebe tak, že jsou ve vzájemném styku v podstatě celou plochou společného povrchu. Podle vynálezu obsahuje bipolární membrána podél tohoto společného povrchu gel hydrátovaného síranu a/nebo siřičltanu kovu. Výraz “síran a/nebo siřičitan kovu“ znamená jakoukoliv kovovou sůl odvozenou od kyseliny sírové nebo kyseliny siřičité. Výraz “gel hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanu kovu“ znamená, že gel je tvořen siranem a/nebo siřičitanem kovu a může obsahovat jiné anionty než jsou síranové anionty a siřičitanovó anionty, například obvykle hydroxylové anionty. V bipolární membráně podle vynálezu tvoří gel hydrofilní a elektricky vodivé prostředí podél společného povrchu dvou iontovýměnných membrán. Ačkoliv neexistuje dosud teoretické vysvětleni, lze se domnívat, že gel urychluje s vyloučením druhé, společný povrch a membrány nebo každé představuje například disociaci molekul vody, když se bipolární membrána používá v elektrodialyzačních, shoř apopsaných postupech. Gel musí být tudíž ve styku se dvěma iontovýměnnými membránami aspoň podél části shora uvedeného společného spojovacího povrchu. Tato část představuje obvykle alespoň 25 (s výhodou alespoň 50) % uvedeného společného spojovacího povrchu. Gel může být umístěn zcela pouze v jedné z obou iontovýměných membrán nebo může překrývat shora uvedený patřit současně oběma iontovýměnným membránám. Je výhodné, je-li gel rozmístěn alespoň částečně (například v poměru alespoň 50 %) v aniontovýměnné membráně.In the bipolar membrane according to the invention, the anionic membrane and the cationic membrane are arranged next to each other in such a way that they are in mutual contact over essentially the entire area of the common surface. According to the invention, the bipolar membrane comprises a gel of hydrated sulfate and/or metal sulfite along this common surface. The term "metal sulfate and/or sulfite" means any metal salt derived from sulfuric acid or sulfuric acid. The term "hydrated sulfate and/or metal sulfite gel" means that the gel consists of metal sulfate and/or sulfite and may contain anions other than sulfate anions and sulfite anions, for example usually hydroxyl anions. In the bipolar membrane according to the invention, the gel forms a hydrophilic and electrically conductive environment along the common surface of the two ion exchange membranes. Although there is no theoretical explanation yet, it can be assumed that the gel accelerates to the exclusion of the other, the common surface and the membrane or each represent, for example, the dissociation of water molecules when the bipolar membrane is used in the electrodialysis procedures described above. The gel must therefore be in contact with the two ion exchange membranes at least along part of the above-mentioned common connecting surface. This part usually represents at least 25 (preferably at least 50)% of said common connecting surface. The gel can be placed completely in only one of the two ion exchange membranes or it can overlap the above and belong to both ion exchange membranes at the same time. It is advantageous if the gel is distributed at least partially (for example in a ratio of at least 50%) in the anion exchange membrane.

V praxi gel přesahuje pouze část tlouštky iontovýměnné intovýměnné membrány. Tato část několik procent celkové tloušťky uvedené iontovýměnné membrány. Vlastnosti bipolární membrány podle vynálezu závisí na jakosti gelu a zejména na jeho schopnosti absorbovat vodu a na jeho elektrické vodivosti. Gely síranu india, síranu ceru, síranu manganu a síraun mědi jsou z vynálezu vyloučeny. Tomuto pojmu je třeba rozumět tak, že gel na bázi hydrátovaného síranu a/nebo siřičítanu kovu může popřípadě obsahovat gel síranu india, gel síranu ceru, ge1 s i ránu manganu nebo ge1 s i ránu měd i, avšak pouze ve stopových množstvich, v kterých v podstatě neovlivňuje elektrické napětí disociace vody v bipolární membráně, přičemž všechno ostatní zůstává stejné. V praxi musí gel založený na hydrátovaném síranu a/nebo siřičitanu kovu obsahovat v bipolární membráně podle vynálezu méně než 0,01 mol % gelu india, ceru, manganu nebo mědi. Je výhodné, neobsahuje-1 i membrána žádné tyto gely.In practice, the gel exceeds only part of the thickness of the ion-exchange ion-exchange membrane. This part is a few percent of the total thickness of said ion exchange membrane. The properties of the bipolar membrane according to the invention depend on the quality of the gel and in particular on its ability to absorb water and its electrical conductivity. Gels of indium sulfate, cerium sulfate, manganese sulfate, and copper sulfate are excluded from the invention. This term should be understood in such a way that a gel based on hydrated sulfate and/or metal sulfite may optionally contain indium sulfate gel, cerium sulfate gel, ge1 s i wound of manganese or ge1 s i wound of copper i, but only in trace amounts in which essentially does not affect the water dissociation voltage in the bipolar membrane, all else being equal. In practice, the gel based on hydrated metal sulfate and/or sulfite must contain less than 0.01 mol% of indium, cerium, manganese or copper gel in the bipolar membrane according to the invention. It is advantageous if the membrane does not contain any of these gels.

V bipolární membráně podle vynálezu může síran a/nebo siřičitan kovu obsahovat jediný kov nebo několik různých kovů.In the bipolar membrane according to the invention, the metal sulfate and/or sulfite may contain a single metal or several different metals.

Ve výhodném provedení bipolární membrány podle vynálezu je síranem a/nebo siřičitaném kovu monoslran a/nebo monosiřičitan kovu obecného vzorce M(S04)n/2 a M(S03>n/2, kde M značí kov a n valenci kovu M. Jedná se zejména o hydrogensulfáty, hydrogensulfity, pyrosulfáty a pyrosulfity.In a preferred embodiment of the bipolar membrane according to the invention, the metal sulfate and/or sulfite is metal monosulfate and/or monosulfite of the general formula M(SO4)n/2 and M(SO3>n/2), where M is the metal and n is the valence of the metal M. This is particularly o hydrogen sulfates, hydrogen sulfites, pyrosulfates and pyrosulfites.

V tomto provedení vynálezu může být gel založen na aonosulfátu kovu nebo na monosulfitu kovu. Jako obměnu Bůže obsahovat, směs aonosulfátu kovu a monosulfitu kovu. Je výhodné, aby gel byl na bázi aonosulfátu kovu.In this embodiment of the invention, the gel may be based on metal monosulphate or metal monosulphite. As a variation of God contain, a mixture of metal aonosulphate and metal monosulphite. It is preferred that the gel is based on metal aonosulfate.

Při jiném výhodném provedeni bipolární membrány podle vynálezu obsahuje kovový síran a/nebo siřičitan gelu síran a/nebo siřičitan víceeocného kovu, s výhodou síran a/nebo siřičitan chrómu. Síran a/nebo siřičitan trojaocného chroBu Cr3* se ukázaly být jako zejména výhodné. Podle doporučované varianty tohoto provedení podle vynálezu obsahuje gel sbSs siránu a/nebo siřičitanu chroaitého a síranu a/nebo siřičitanu kovu alkalické zeminy, s výhodou hořčíku nebo vápníku. V této variantě vynálezu je síran a/nebo siřičitan alkalického kovu přltoaen v menším molárnía nadbytku než síran a/nebo siřičitan chromítý. Obvykle to bývá molární množství alespoň rovné 0,001 %, s výhodou 0,01 %, avšak méně než 10 X, s výhodou méně než 5 % v molárních jednotkách množství síranu a/nebo siřičitanu chromitého. V této variantě vynálezu se dává přednost nonosulfátu chromitému a směsem Bonosulfátu chroaitého a aonosulfátu alkalického kovu.In another advantageous embodiment of the bipolar membrane according to the invention, the metal sulfate and/or sulfite of the gel contains sulfate and/or sulfite of a multivalent metal, preferably chromium sulfate and/or sulfite. Sulphate and/or sulphite of tridentate chroBu Cr 3 * have been shown to be particularly advantageous. According to the recommended variant of this embodiment according to the invention, the sbSs gel contains sulfate and/or chromic sulfate and sulfate and/or sulfate of an alkaline earth metal, preferably magnesium or calcium. In this variant of the invention, the alkali metal sulfate and/or sulfite is present in a smaller molar excess than the chromium sulfate and/or sulfite. Usually this is a molar amount at least equal to 0.001%, preferably 0.01%, but less than 10 X, preferably less than 5% in molar units of the amount of sulfate and/or chromium sulfite. In this variant of the invention, preference is given to chromic nonosulfate and a mixture of chromic bonosulfate and alkali metal aonosulfate.

Vynález se také týká způsobu výroby bipolární meabrány podle vynálezu, definované shora. Při tom se používají dvě iontovýaěnné membrány, aniontová a kationtová, alespoň jedna z iontovýaěnných membrán je zpracována kovovými kationty a obě iontovýaěnné membrány se potom vedle sebe složí podél společného spojovacího povrchu. Zpracování iontovýaěnné membrány kovovými kationzy zahrnuje vytvoření gelu na bázi hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanu kovu podél alespoň části shora uvedeného společného spojovacího povrchu, s vyloučením gelů síranů india, ceru, manganmu a mědi.The invention also relates to a method of manufacturing a bipolar membrane according to the invention, defined above. In doing so, two ion-exchange membranes are used, anionic and cationic, at least one of the ion-exchange membranes is treated with metal cations, and both ion-exchange membranes are then folded side by side along a common connecting surface. Treating the ionic membrane with metal cations involves forming a hydrated sulfate and/or metal sulfite gel along at least a portion of the above common bonding surface, excluding indium, cerium, manganese, and copper sulfate gels.

Při způsobu podle vynálezu se používají shora definované iontovýaěnné membrány a kovovými kationty jsou kationty kovů, jež byly uvedeny shora s odkazem na bipolární membránu podle vynálezu.In the method according to the invention, the ion exchange membranes defined above are used, and the metal cations are the metal cations that were mentioned above with reference to the bipolar membrane according to the invention.

Při způsobu podle vynálezu se gel založený na hydrátovanéa síranu a/nebo siřičitanu kovu může získávat jakýmikoliv vhodnými známými prostředky. Zvlášť doporučítelný postup je vytvořit nejprve sraženinu síranu a/nebo siřičitanu kovu, která se potom přemění na hydrátovaný gel.In the method according to the invention, the gel based on hydrated metal sulfate and/or sulfite can be obtained by any suitable known means. A particularly recommended procedure is to first form a precipitate of metal sulfate and/or sulfite, which is then transformed into a hydrated gel.

a dusičnany. Dusičnany jsou doporučit zejména dusičnanand nitrates. Nitrates are recommended especially nitrate

Podle jednoho provedení způsobu podle tohoto vynálezu se na iontovýměnnou membránu působí postupně vodným roztokem obsahuj i cí m shora uvedené kat i onty a vodným roztokem obsahujícím síranové a/nebo siřičitanové ionty, čímž se získá sraženina síranu a/nebo siřičitanů kovu. Sraženina se potom nechá uzrát ve vodném roztoku obsahujícím síranové a/nebo siřičitanové anionty. Při tomto provedení způsobu podle vynálezu se kovové kationty musí volit z těch, jež tvoři se síranovými a/nebo siřičitanovými anionty nerozpustné sloučeniny, jako je tomu v případě některých sloučenin s Cr3 + kationty. Tyto sloučeniny se používají ve stavu solí rozpustných ve vodě. Přednost se dává anorganickým vodorozpustným solím, zejména hydrátováným kovovým solím, jako jsou například chloridy zvlášť vhodné a z nich lze chromitý. S výhodou se používá hydrátovaný dusičnan chromitý, především ve formě monohydrátu. Indium, cer, mangan a měď jsou z vynálezu vyloučeny. To znamená, že indium, cer, mangan nebo měď mohou být popřípadě použity ve formě kationtů, ale pouze v dostatečně malých množstvích pro gel síranu a/nebo siřičitanů india, ceru, manganu nebo mědi. Tento gel se může tvořit pouze ve stopovém množství v hydrátovaném gelu síranu a/nebo siřičitanů kovu, podle shora uvedené definice. Koncentrace vodného roztoku kovových kationtů není rozhodující, přednost se však dává koncentrovaným roztokům. V praxi se doporučuje používat takové roztoky, v nichž je koncentrace kovových iontů alespoň 0,1, s výhodou 0,5, mol/1. Maximální přípustnou koncentrací vodného roztoku kovových iontů je ta, jež odpovídá nasycení. Závisí proto na různých parametrech, zejména na zvolených kovových kat iontech, na vodorozpustné sloučenině použité k dodávání kovových kationtů a na teplotě roztoku. Roztok se má používat s výhodou při teplotě v rozsahu teploty místnosti, například 15 až 35 °C.Vodným roztokem síranových a/nebo siřičitanových ianiontů může být roztok kyseliny sírové nebo siřičité nebo roztok ve vodě rozpustného síranu a/nebo siřičitanů kovu. Je výhodné používat vodný roztok síranu nebo siřičitanů kovu, především síranu nebo siřičitanů alkalického kovu. Zvlášť výhodné jsou síran sodný a siřičitan sodný. Koncentrace vodného roztoku síranových a/nebo siřičitanových iontů není kritická, přednost se však dává koncentrovaný·! roztoků*. V praxi se doporučuje používat vodné roztoky, v nichž koncentrace síranových a/nebo siřičitanových aniontů je alespoň 0,1, s výhodou 0,5, mol/1. Maximálně přípustná koncentrace vodného roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů odpovídá nasycení a závisí tudíž na různých veličinách, zejména na sloučenině používané k dodávání síranových a/nebo siřičitanových aniontů a na teplotě používat nasycený roztok anebo roztok teplotě zpracováni aniontových roztoku. Je výhodné blízko nasyceni při membrán. Zpracován i iontovýměnných membrán vodným roztokem stranových a/nebo siřičitanových aniontů se uskutečňuje při teplotě rovné alespoň teplotě místnosti, výhodněji nad ni. Doporučují se teploty do 50 °C. Maximálně přípustná teplota pro zpracování vodným roztokem síranových a/nebo siřičitanových aniontů je v podstatě dána teplotou varu roztoku a potřebou vyhnout se tepelnému poškození vlastností zpracovávané membrány. V praxi se nej lepší výsledky získávají při teplotách 65 až 85 °C, Po zpracování iontovýměnné mebrány vodným roztokem síranových a/nebo siřičitanových aniontů následuje zrání membrány ve vodném roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů.According to one embodiment of the method according to the present invention, the ion exchange membrane is successively treated with an aqueous solution containing the aforementioned cations and an aqueous solution containing sulfate and/or sulfite ions, resulting in a precipitate of sulfate and/or metal sulfites. The precipitate is then allowed to mature in an aqueous solution containing sulfate and/or sulfite anions. In this embodiment of the method according to the invention, the metal cations must be selected from those that form insoluble compounds with sulfate and/or sulfite anions, as is the case with some compounds with Cr 3 + cations. These compounds are used in the form of water-soluble salts. Preference is given to inorganic water-soluble salts, especially hydrated metal salts, such as chlorides, which are particularly suitable and from which chromium can be used. Hydrated chromium nitrate is preferably used, especially in the form of monohydrate. Indium, cerium, manganese and copper are excluded from the invention. This means that indium, cerium, manganese or copper may optionally be used in the form of cations, but only in sufficiently small amounts to gel the indium, cerium, manganese or copper sulphate and/or sulphites. This gel may only form in trace amounts in a hydrated gel of metal sulfate and/or sulfite, as defined above. The concentration of the aqueous solution of metal cations is not decisive, but concentrated solutions are preferred. In practice, it is recommended to use solutions in which the concentration of metal ions is at least 0.1, preferably 0.5, mol/1. The maximum permissible concentration of an aqueous solution of metal ions is that which corresponds to saturation. It therefore depends on various parameters, especially on the selected metal cations, on the water-soluble compound used to supply the metal cations, and on the temperature of the solution. The solution should preferably be used at a temperature in the range of room temperature, for example 15 to 35 °C. The aqueous solution of sulfate and/or sulfite ions can be a solution of sulfuric or sulfuric acid or a solution of water-soluble sulfate and/or metal sulfites. It is advantageous to use an aqueous solution of metal sulfate or sulfites, especially alkali metal sulfate or sulfites. Sodium sulfate and sodium sulfite are particularly preferred. The concentration of the aqueous solution of sulfate and/or sulfite ions is not critical, but concentrated·! solutions*. In practice, it is recommended to use aqueous solutions in which the concentration of sulfate and/or sulfite anions is at least 0.1, preferably 0.5, mol/1. The maximum permissible concentration of an aqueous solution of sulphate and/or sulphite anions corresponds to saturation and therefore depends on various quantities, in particular on the compound used to supply sulphate and/or sulphite anions and on the temperature of using a saturated solution or the solution temperature of processing anionic solutions. It is preferred near saturation at membranes. Treatment of ion exchange membranes with an aqueous solution of side and/or sulfite anions is carried out at a temperature equal to at least room temperature, preferably above it. Temperatures up to 50 °C are recommended. The maximum allowable temperature for treatment with an aqueous solution of sulfate and/or sulfite anions is essentially determined by the boiling temperature of the solution and the need to avoid thermal damage to the properties of the treated membrane. In practice, the best results are obtained at temperatures of 65 to 85 °C. After processing the ion exchange membrane with an aqueous solution of sulfate and/or sulfite anions, the membrane is matured in an aqueous solution of sulfate and/or sulfite anions.

Iontovýměnná membrána, která je zpracována vodným roztokem kovových kationtů a vodným siřičitanových aniontů, může roztokem síranových a/nebo být stejně dobře kationtovou membránou anebo aniontovou membránou. Je výhodné, aby obě tyto iontovýměnné membrány byly zpracovány těmito dvěma roztoky. V případě, kdy pouze jedna z těchto dvou iontovýměnných membrán je zpracována těmito dvěma roztoky, je výhodné, aby byla aniontovou membránou. Účelem postupného zpracování jedné nebo obou iontovýměnných membrán působením roztoku kovových iontů a působením roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů a následného zráni je vytvořit vrstvu vodonerozpustného síranu kovu podél alespoň jedné strany zpracovávané iontovýměnné membrány. Příslušná množství obou roztoků jsou tudíž navzájem závislá a závisí na různých veličinách, zejména na kovových kationtech (především na jejich mocenství) a na příslušných koncentracích obou roztoků. Lze je snadno stanovit v každém jednotlivém případě rutinní laboratorní analýzou. V praxi je výhodné používat nadbytek síranových a/nebo siřičitanových aniontů vzhledem k teoretickému množství, potřebnému k vytvoření kovového síranu a/nebo siřičitanu. Účelem zrání je uskutečnit vysrážení kovového síranu a/nebo siřičitanu a vytvořit gel. Tento postup se obvykle provádí při teplotě nad teplotou místnosti, například při 65 až 90 °C, po dobu delší než jedna hodina, obecně po dobu rovnající se alespoň 3 hodinám. V zásadě neexistuje horní hranice trvání uzrávacího postupu: v praksi při ekonomické úvaze je tato doba obvykle kratši než 100 hodin a zřídka kdy přesahuje 50 hodin.An ion exchange membrane that is treated with an aqueous solution of metal cations and aqueous sulfite anions can be a sulfate solution and/or just as well a cationic membrane or an anionic membrane. It is preferred that both of these ion exchange membranes are treated with these two solutions. In the case where only one of these two ion exchange membranes is treated with these two solutions, it is preferred that it be an anionic membrane. The purpose of successive processing of one or both ion exchange membranes by the action of a solution of metal ions and the action of a solution of sulfate and/or sulfite anions and subsequent aging is to form a layer of water-insoluble metal sulfate along at least one side of the processed ion exchange membrane. The respective amounts of the two solutions are therefore mutually dependent and depend on various quantities, especially on the metal cations (mainly on their valency) and on the respective concentrations of the two solutions. They can be easily determined in each individual case by routine laboratory analysis. In practice, it is advantageous to use an excess of sulfate and/or sulfite anions relative to the theoretical amount needed to form metallic sulfate and/or sulfite. The purpose of ripening is to precipitate metal sulfate and/or sulfite and form a gel. This process is usually carried out at a temperature above room temperature, for example at 65 to 90°C, for a period greater than one hour, generally for a period equal to at least 3 hours. In principle, there is no upper limit to the duration of the curing process: in practice, for economic reasons, this time is usually less than 100 hours and rarely exceeds 50 hours.

Při prvním provedení způsobu podle tohoto vynálezu lze postupná zpracování iontovýměnné membrány vodným roztokem kovových kationtů a potom vodným roztokem síranových a/nebo siřičitanových aniontů provádět například ponořením membrány do lázně tvořené roztokem, nebo nastříkáním roztoku v atomizováném stavu na jednu stranu iontovýměnné membrány.In the first embodiment of the method according to this invention, the successive treatment of the ion exchange membrane with an aqueous solution of metal cations and then with an aqueous solution of sulfate and/or sulfite anions can be carried out, for example, by immersing the membrane in a bath formed by the solution, or by spraying the solution in an atomized state on one side of the ion exchange membrane.

Po procesu zrání může následovat promytí iontovýměnné mebrány. Je však výhodné při postupu podle vynálezu vysloveně se vyhnout promývat iontovýměnnou membránu čistou vodou, když byla před tím zpracována působením roztoku kovových kationtů a/nebo působením roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů.The ripening process can be followed by washing of the ion exchange membrane. However, it is advantageous in the process according to the invention to explicitly avoid washing the ion exchange membrane with clean water when it has been previously treated with a solution of metal cations and/or with a solution of sulfate and/or sulfite anions.

Po působení vodným roztokem síranových a/nebo siřičitanových aniontů se obě iontovýměnné mebrány složí jedna s druhou. Obě iontovýměnné membrány se s výhodou spojí ve vlhkém stavu, přičemž je nutno dávat pozor, aby mezi nimi nevznikaly vzduchové kapsy. Při skládání obou iontovýměnných membrán obvykle stačí spojení bez tlaku. Obměnou může být spojení obou membrán pod tlakem, ale toto není žádoucí. Spojování obou iontovýměnných membrán lze uskutečňovat při teplotě místnosti nebo při vyšších teplotách, za předpokladu, že teplota je pod teplotou tepelného rozkladu aniontové membrány nebo kationtové membrány.After the action of an aqueous solution of sulfate and/or sulfite anions, both ion exchange membranes fold together. Both ion-exchange membranes are preferably joined in a wet state, while care must be taken not to create air pockets between them. When folding both ion exchange membranes, a pressure-free connection is usually sufficient. A variation may be to connect the two membranes under pressure, but this is not desirable. The joining of the two ion exchange membranes can be carried out at room temperature or at higher temperatures, provided that the temperature is below the thermal decomposition temperature of the anion membrane or the cation membrane.

Při jedné variantě shora uvedeného prvního provedení způsobu podle tohoto vynálezu, která je zvlášť výhodná, se vytváření hydrátovaného gelu kovového síranu a/nebo siřičitanu provádí po spojení obou iontovýměnných membrán elektrochemickou disociací vody podél společného spojovacího povrchu obou iontovýměnných neubrán. Při této výhodné variantě provedení vynálezu lze přeměnu kovového síranu a/nebo siřičitanu na gel provádět později, v době použití bipolárni neobrány při elektrodialýze vodných elektrolytů.In one variant of the above-mentioned first embodiment of the method according to the present invention, which is particularly advantageous, the formation of a hydrated gel of metal sulfate and/or sulfite is performed after the connection of both ion-exchange membranes by electrochemical dissociation of water along the common connecting surface of both ion-exchange membranes. In this advantageous variant of the invention, the conversion of metal sulfate and/or sulfite into a gel can be carried out later, at the time of use of bipolar neodymium in electrodialysis of aqueous electrolytes.

Pří jiné variantě uskutečňování prvního provedení způsobu podle tohoto vynálezu se jako roztok kovových kationtů používá vodný ro2tok trojmocného chrómu, obsahující kationty kovů alkalických ženin ve stopovém nnožství. Při této variantě provedeni způsobu podle vynálezu je množství ve vodném roztoku kovových kationtů s lip 80, mol % množství odpovídajícího místnosti. Stopovým množství kationtů trojmocného chrómu výhodou alespoň 50, nasycení při teplotě kovů alkalických zemin se míní množství nepřesahující 10 mol X kationtů chromitých. Kationty kovů alkalických zemin jsou s výhodou přítomny v množství alespoň 0,5, s výhodou 1, mol na 100 mol chromitých kationtů. Zvlášť se doporučeuje množství 1 až 2 mol na 100 mol chromitých kat iontů. Vše ostatní je bipolárni membrány získávané při této variantě způsobu podle tohoto vynálezu vyžadují minimální disociaoi vody. Kovem alkalické zeminy je s stejné a provedení napětí pro výhodou vápník nebo hořčík, přičemž posléze jmenovaný se ukázal být jako zvlášť výhodný.In another variant of carrying out the first embodiment of the method according to the present invention, an aqueous solution of trivalent chromium containing cations of alkali metals in trace amounts is used as a solution of metal cations. In this variant of the method according to the invention, the amount in the aqueous solution of metal cations with lip is 80.mol% of the amount corresponding to the room. A trace amount of cations of trivalent chromium is preferably at least 50, saturation at the temperature of alkaline earth metals means an amount not exceeding 10 mol X of chromic cations. Alkaline earth metal cations are preferably present in an amount of at least 0.5, preferably 1, mol per 100 mol of chromic cations. An amount of 1 to 2 moles per 100 moles of chromium cations is particularly recommended. Everything else is that the bipolar membranes obtained in this variant of the method according to the invention require minimal dissociation of water. The alkaline earth metal is preferably calcium or magnesium, with the latter being particularly advantageous.

Podle druhého provedení způsobu podle vynálezu se na iontovýměnnou membránu působí jediným roztokem obsahujícím kovové kationty a síranové a/nebo siřičitanové anionty. Membrána se potom nechá zrát v uvedeném roztoku. Pracovní jedná o zpracování iontovýměnné membrány kovových kationtů a síranových a/nebo siřičitanových aniontů a o zrání, jsou podobné shora uvedeným podmínkám s odkazem na první provedení způsobu podle tohoto vynálezu.According to the second embodiment of the method according to the invention, the ion exchange membrane is treated with a single solution containing metal cations and sulfate and/or sulfite anions. The membrane is then left to mature in the said solution. The work concerns the processing of the ion exchange membrane of metal cations and sulfate and/or sulfite anions and aging, are similar to the conditions mentioned above with reference to the first embodiment of the method according to the present invention.

podmínky, pokud se působen i m roztokuconditions if exposed to m solution

Bipolárni membrána získaná způsobem podle tohoto vynálezu se má výhodně skladovat ve vlhkém stavu před tím, než se použije v elektrodialyzéru.The bipolar membrane obtained by the method of the present invention should preferably be stored in a moist state before being used in an electrodialyzer.

Bipolárni membrána podle vynálezu je velmi vhodná pro elektrochemický rozklad vody a lze Ji tudíž používat v elektrodialyzační technice používající vodné roztoky. Má tedy použití ve výrobě kyselin a zásad z jejich solí. Je zvlášť vhodné používat Ji při výrobě vodných roztoků hydroxidů alkalických kovů (zejména hydroxidu sodného) elektrodialýzou vodných roztoků solí alkalických kovů, Jako Jsou chloridy, uhličitany a sírany alkalických kovů.The bipolar membrane according to the invention is very suitable for the electrochemical decomposition of water and can therefore be used in the electrodialysis technique using aqueous solutions. It is therefore used in the production of acids and bases from their salts. It is especially suitable to use it in the production of aqueous solutions of alkali metal hydroxides (especially sodium hydroxide) by electrodialysis of aqueous solutions of alkali metal salts, such as alkali metal chlorides, carbonates and sulfates.

Vynález se proto týká také způsobu výroby vodného roztoku hydroxidů alkalických kovů elektrodialýzou vodných roztoků solí alkalických kovů, podle něhož se dialýza uskutečňuje v přítomnosti bipolární membrány podle vynálezu, jak Je de f i novéna shora.The invention therefore also relates to a method of producing an aqueous solution of alkali metal hydroxides by electrodialysis of aqueous solutions of alkali metal salts, according to which the dialysis is carried out in the presence of a bipolar membrane according to the invention, as defined above.

Vynález je aplikovatelný zejména na výrobu vodných roztoků hydroxidu sodného elektrodialýzou vodných roztoků chloridu sodného, například technikou popsanou v patentu US-A-4238305.The invention is particularly applicable to the production of aqueous solutions of sodium hydroxide by electrodialysis of aqueous solutions of sodium chloride, for example by the technique described in patent US-A-4238305.

Vynález je dále podrobněji objasňován v následujících příkladech jeho konkrétních provedení.The invention is further explained in more detail in the following examples of its specific embodiments.

Příklady provedeni vynálezuExamples of implementation of the invention

Příklad 1 (referenční příklad)Example 1 (reference example)

Bipolární membrána se zhotoví z kationtové membrány MORGANE CDS a aniontové membrány MORGANE ADP. Použije se vodný roztok obsahující 20 % hmotnostních nonahydrátu dusičnanu chromitého a vápníku v přibližném množství 0,2 mol na 100 mol chromítých iontů. Obě iontovýměnné membrány se ponoří do tohoto roztoku při 25 °C na dobu 20 hodin. Obě membrány se potom z roztoku vytáhnou a ihned se ponoří do vodného roztoku obsahujícího 10 % hmotnostních hydroxidu sodného při 70 °C přibližně na dobu 18 hodin. Po zpracování v roztoku hydroxidu sodného se kationtová membrána a aniontová membrána navzájem složí ve vlhkém stavu pod tlakem asi 78 MPa při teplotě místnosti.The bipolar membrane is made from the cationic membrane MORGANE CDS and the anionic membrane MORGANE ADP. An aqueous solution containing 20% by weight of chromium nitrate nonahydrate and calcium in an approximate amount of 0.2 mol per 100 mol of chromium ions is used. Both ion exchange membranes are immersed in this solution at 25°C for 20 hours. Both membranes are then pulled out of the solution and immediately immersed in an aqueous solution containing 10% sodium hydroxide by weight at 70°C for approximately 18 hours. After processing in a sodium hydroxide solution, the cationic membrane and the anionic membrane fold together in a wet state under a pressure of about 78 MPa at room temperature.

K vyhodnocení účinnosti takto získané bipolární membrány se bipolární membrána umístí svisle v laboratorním měřicím elektrolyzéru mezi anodu a katodu provedených ze stříbra. Bipolární membrána se umístí v elektrodialyzéru tak, že její aniontová strana je obrácena k anodě a její kationtová strana ke katodě. Takto se v roztokem chloridu sodného Mezi anodu a katodu se elektrolyzéru, naplněném vodným (0,1 mol/1), vymezí dvě komory, přivádí řízené napětí k dosažení hustoty elektrodialyzačního proudu 100 mA na ca2 povrchu bípolární membrány. Rozdíl potenciálu mezi oběma stranami bipolární membrány se měří pomocí Luggin-ových kápi 1ár.Tento rozdíl potenciálů se stabilizuje při hodnotě v oblasti 1,4 V.To evaluate the effectiveness of the bipolar membrane thus obtained, the bipolar membrane is placed vertically in a laboratory measuring electrolyzer between the silver anode and cathode. The bipolar membrane is placed in the electrodialyzer with its anion side facing the anode and its cation side facing the cathode. In this way, in sodium chloride solution, two chambers are defined between the anode and cathode of the electrolyzer, filled with aqueous (0.1 mol/1), a controlled voltage is applied to achieve an electrodialysis current density of 100 mA on ca 2 of the surface of the bipolar membrane. The potential difference between the two sides of the bipolar membrane is measured using 1-ar Luggin hoods. This potential difference stabilizes at a value in the region of 1.4 V.

Přiklad 2 (podle vynálezu)Example 2 (according to the invention)

Postup podle příkladu 1 se opakuje s tím rozdílem, že se vodný roztok hydroxidu sodného nahradí při 80 °C vodným roztokem síranu sodného (NazS04) o koncentraci 2 mol/l. Měří se rozdíl napětí mezi oběma stranami bipolární membrány, a to způsobem a za podmínek popsaných v příkladu 1. Tento rozdíl napětí se stabilizuje přibližně při 1,0 V.The procedure according to example 1 is repeated with the difference that the aqueous solution of sodium hydroxide is replaced at 80 °C with an aqueous solution of sodium sulfate (NazSO 4 ) with a concentration of 2 mol/l. The voltage difference between the two sides of the bipolar membrane is measured in the manner and under the conditions described in Example 1. This voltage difference stabilizes at approximately 1.0 V.

Příklad 3 (podle vynálezu)Example 3 (according to the invention)

Opakují se celkové pracovní pouze s tím rozdílem, že po sodného se obě dem i nera1 i zovanou vodou.The overall work is repeated, with the only difference that after sodium, both dem and deionized water.

podmínky podle příkladu 2, zpracován í roztokem s í ránu iontovýměnné membrány promyjíconditions according to example 2, treated with a sulfur solution, the wound of the ion exchange membrane is washed

Kromě toho se spojení obou membrán provede pod tlakem 78 MPa při 150 °C. Rozdíl potenciálu mezi oběma stranami bipolární membrány se ustálí přibližně na 1,0 voltu.In addition, the connection of both membranes is carried out under a pressure of 78 MPa at 150 °C. The potential difference between the two sides of the bipolar membrane stabilizes at approximately 1.0 volts.

Příklad 4 (podle vynálezu)Example 4 (according to the invention)

Postup podle příkladu 2 se opakuje, pouze s tím rozdílem, že se obě iontovýměnné membrány spoji navzájem bez použiti tlaku. Měřený rozdíl napětí se stabilizuje na 1,0 V.The procedure according to example 2 is repeated, with the only difference that both ion exchange membranes are connected to each other without applying pressure. The measured voltage difference stabilizes at 1.0 V.

Příklad 5 (podle vynálezu)Example 5 (according to the invention)

Opakuje se postup podle příkladu 4, přičemž se provedou tyto obměny:The procedure of Example 4 is repeated, making the following changes:

* použije se roztok monohydrátu dusičnanu chromítého (sic) neobsahující vápník,* a solution of chromium nitrate monohydrate (sic) containing no calcium is used,

- koncentrace vodného roztoku síranu sodného je 1 mol/1 roztoku,- the concentration of an aqueous solution of sodium sulfate is 1 mol/1 solution,

- teplota vodného roztoku síranu sodného je 85 °C.- the temperature of the aqueous solution of sodium sulfate is 85 °C.

Získaný rozdíl potenciálu na bipolární membráně se Béři způsoben podle příkladu 1 a je 0,9 V.The obtained potential difference on the bipolar membrane with Béři caused according to example 1 is 0.9 V.

Příklad 6 (podle vynálezu)Example 6 (according to the invention)

Opakuje se postup podle příkladu 5, přičemž se provedou tyto obměny:The procedure of Example 5 is repeated, making the following changes:

- roztok síranu sodného se nahradí vodným roztokea siřičitanu sodného (Na2S03> o koncentraci 1 aol/1 roztoku,- the sodium sulfate solution is replaced by an aqueous solution of sodium sulfite (Na2S03> with a concentration of 1 aol/1 solution,

- teplota roztoku siřičitanu sodného se udržuje při 80 °C.- the temperature of the sodium sulfite solution is maintained at 80 °C.

Příklad 7 (podle vynálezu)Example 7 (according to the invention)

K vodnému roztoku síranu sodného (1 aol/1 roztoku) se přidá aonohydrát dusičnanu chronitého (sic) v množství ekvivalentnía 50 9 této sloučeniny na 100 al výsledného roztoku.To an aqueous solution of sodium sulfate (1 aol/1 solution) is added monohydrate of chronic nitrate (sic) in an amount equivalent to 50 9 of this compound per 100 al of the resulting solution.

Kationtová membrána MORGANE CDS a aniontová membrána MORGANE ADP se ponoří do takto získaného roztoku na dobu 24 hodin při teplotě 85 °C. Potom se obě nenbrány vyjnou z roztoku a spoji ve vlhkém stavu bez použití tlaku.The cationic membrane MORGANE CDS and the anionic membrane MORGANE ADP are immersed in the thus obtained solution for 24 hours at a temperature of 85 °C. Then the two non-gates are removed from the solution and joined in a wet state without applying pressure.

K vyhodnoceni účinnosti takto získané membrány se tato podrobí elektrodialyzační zkoušce podle příkladu 1. Rozdíl potenciálu se na obou stranách bipolární membrány ustálí naTo evaluate the effectiveness of the membrane obtained in this way, it is subjected to an electrodialysis test according to example 1. The potential difference on both sides of the bipolar membrane stabilizes at

1,2 V.1.2V.

Příklad 8 (referenční)Example 8 (Reference)

Pokus podle příkladu 1 se opakuje za použití kationtové membrány RAIPORE R-4010 a aniontové membrány RAIPORE R-1030. V tomto příkladě se spojení obou membrán uskuteční bez použití tlaku. Rozdíl napětí mezi oběma stranami bipolární membrány, měřený způsobem a za podmínek popsaných v příkladě 1, se ustálí přibližně na 1,3 V.The experiment according to Example 1 is repeated using the cationic membrane RAIPORE R-4010 and the anionic membrane RAIPORE R-1030. In this example, the joining of the two membranes takes place without applying pressure. The voltage difference between the two sides of the bipolar membrane, measured in the manner and under the conditions described in Example 1, stabilizes at approximately 1.3 V.

Příklad 9 (podle vynálezu)Example 9 (according to the invention)

Pokus 2 příkladu 8 se opakuje, přičemž se vodný roztok hydroxidu sodného nahradí vodným roztokem síranu sodného za podmínek podle příkladu 2. Rozdíl potenciálu mezi obéffla stranami bipolární membrány se měří způsobem a za podmínek popsaných v příkladě 1. Tento rozdíl potenciálu se ustáli Přibližně na 0,8 V.Experiment 2 of Example 8 is repeated, replacing the aqueous sodium hydroxide solution with an aqueous sodium sulfate solution under the conditions of Example 2. The potential difference between the two sides of the bipolar membrane is measured in the manner and under the conditions described in Example 1. This potential difference stabilizes at approximately 0 .8V.

Srovnáni výsledků podle příkladů 2, 3, 4, 5, 6, 7 a 9 (podle vynálezu) s výsledky podle příkladů 1 a 9 (referenčních) dokazuje pokrok dosahovaný vynálezem.Comparison of the results according to examples 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 9 (according to the invention) with the results according to examples 1 and 9 (reference) proves the progress achieved by the invention.

Claims (15)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Bipolární neubrána, která se může používat pro elektrodialýzu vodných elektrolytů, sestávající z dvou iontovýměnných membrán, aniontové a kationtové, jež jsou navzájem spojeny společnou stykovou plochou, v y z n a č e n á t í m , že obsahuje na společné stykové ploše gel hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanů kovu, obsahující do 0,01 % gelu síranu india, ceru, manganu a mědi.1. A bipolar neo-gate, which may be used for the electrodialysis of aqueous electrolytes, consisting of two ion-exchange membranes, anionic and cationic, connected to one another by a common interface, characterized in that it contains a hydrated sulphate gel on a common interface; and / or metal sulfites containing up to 0.01% indium, cerium, manganese and copper sulphate gel. 2. Bipolární membrána podle nároku 1, vyznačená ti m , že jako síran a/nebo siřičitan kovu obsahuje monosiran a/nebo monosiřičitan kovu.A bipolar membrane according to claim 1, characterized in that it comprises as the metal sulphate and / or the sulphite a monosulphate and / or a metal sulphite. 3. Bipolární membrána podle nároku 2, vyznačená tím, že obsahuje gel na bázi hydrátovaného monosíranu kovu.3. A bipolar membrane according to claim 2 comprising a hydrated metal monosulfate gel. 4. Bipolární membrána podle některého z nároků 1 až 3, vyznačená tím, že obsahuje gel umístěný alespoň částečně v aniontové iontovýměnné membráně.A bipolar membrane according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a gel disposed at least partially in the anionic exchange membrane. 5. Bipolární membrána podle některého z nároků 1 až 4, vyznačená tím, že obsahuje síran a/nebo siřičitan kovu obsahující síran a/nebo siřičitan chromitý.Bipolar membrane according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it contains a metal sulphate and / or sulphite containing chromium sulphate and / or sulphite. 6. Způsob výroby bipolární membrány podle některého z nároků 1 až 5, při němž se používají dvě iontovýměnné membrány, aniontová a kationtová, z nichž alespoň jedna se zpracuje působením kovových kationtů a obě iontovýměnné membrány se potom spojí společnou stykovou plochou, vyzná č e n ý t í m, že zpracování iontovýměnné membrány působením kovových kationtů zahrnuje vytvoření gelu hydrátovaného síranu a/nebo siřičitanů kovu na alespoň části společné stykové plochy, obsahujícího do 0,01 % gelu síranu india, ceru, manganu a mědi.A process for producing a bipolar membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein two ion exchange membranes, anionic and cationic, are used, at least one of which is treated with metal cations and the two ion exchange membranes are then joined by a common interface area indicated by wherein the treatment of the ion exchange membrane with metal cations comprises forming a hydrated sulfate and / or metal sulfite gel on at least a portion of the common interface area containing up to 0.01% indium, cerium, manganese, and copper sulfate gel. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že se k vytvoření gelu připraví nejprve sraženina síranu a/nebo siřičitanů kovu, která se potom přemění na hydrátovaný gel.Method according to claim 6, characterized in that a precipitate of metal sulphate and / or metal sulphite is first prepared to form a gel, which is then converted into a hydrated gel. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím, že se k přeměně sraženiny na gel provede elektrochemická disociace vody na společné stykové ploše iontovýměnných membrán po jejich spojení.Method according to claim 7, characterized in that the electrochemical dissociation of water is carried out on the common interface of the ion exchange membranes after their coupling to convert the precipitate into a gel. 9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vy zThe method according to claim 7 or 8, wherein the method is as follows n.^ č e n ý £ í m “T σn. ^ č e n ý £ í m “T σ > ·7Β ΙΛ J’ Q ? t- 35 ?. > o - O <> · 7Β ΙΛ J 'Q? t- 35 ?. > o - O < ’ Ti < I O'You <I O OO U>.U>. o czxo czx CM že se k vytvoření sraženiny působí na iontovýměnnou membránu postupně vodným roztokem obsahujícím kovové kationty a potom vodným roztokem obsahujícím síranové a/nebo siřičitanové anionty, načež se sraženina ponechá zrát ve vodném roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů.In order to precipitate, the ion exchange membrane is treated successively with an aqueous solution containing metal cations and then with an aqueous solution containing sulfate and / or sulphite anions, and then the precipitate is aged in an aqueous solution of sulphate and / or sulphite anions. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že se jako roztok kovových kationtů používá vodný roztok nonahydrátovaného dusičnanu chromitého.Method according to claim 9, characterized in that an aqueous solution of non-hydrated chromium nitrate is used as the metal cation solution. 11. Způsob podle nároku 9 nebo 10, vyznačený tím že se používá vodný roztok kovových kationtů obsahující chromité kationty a kationty kovů alkalických zemin v množství I až 2 mol/100 mol chromitých kationtů.Process according to claim 9 or 10, characterized in that an aqueous metal cation solution containing chromium and alkaline earth cations in an amount of 1 to 2 mol / 100 mol of chromium cations is used. 12. Způsob podle některého z nároků 9 až 11, vyznačený t í m , že se jako iontovýměnná membrána, která se zpracuje působením vodného roztoku kovových kationtů a působením vodného roztoku síranových a/nebo siřičitanových aniontů, používá aniontová membrána.Method according to one of Claims 9 to 11, characterized in that an ion exchange membrane is used as the ion exchange membrane, which is treated with an aqueous solution of metal cations and with an aqueous solution of sulphate and / or sulphite anions. 13. Způsob podle některého z nároků 9 až 11, vyznačený tím, že se aniontovýměnná membána a kationtovýměnná membrána zpracují působením roztoku kovových kationtů a potom roztokem síranových a/nebo siřičitanových aniontů.Method according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the anion exchange membrane and the cation exchange membrane are treated with a solution of metal cations and then with a solution of sulphate and / or sulphite anions. 14. Způsob podle nároku 7 nebo .8, v y z n a č e n ý t í m, že se k vytvoření sraženiny působí na iontovýměnnou membránu vodným roztokem obsahujícím kovové kationty a síranové a/nebo siřičitanové anionty, načež se sraženina nechá zrát v uvedeném vodném roztoku.14. A method according to claim 7 or 8, characterized in that the ion exchange membrane is treated with an aqueous solution containing metal cations and sulphate and / or sulphite anions to form a precipitate, and then the precipitate is aged in said aqueous solution. 15. Způsob výroby vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu elektrodialýzou vodného roztoku soli alkalického kovu, podle něhož se elektrodialýza uskutečňuje v přítomnosti bipolární membrány podle některého z nároků 1 až 5.A method for producing an aqueous alkali metal hydroxide solution by electrodialysis of an aqueous alkali metal salt solution, according to which the electrodialysis is carried out in the presence of a bipolar membrane according to any one of claims 1 to 5. Zasťtp^u j e: Zasťtp ^ uje :
CZ19977A 1994-07-05 1995-07-04 Bipolar membrane, process of its manufacture and use CZ288286B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9400630A BE1008471A3 (en) 1994-07-05 1994-07-05 Bipolar membrane and method of manufacturing a bipolar membrane.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ797A3 true CZ797A3 (en) 1997-06-11
CZ288286B6 CZ288286B6 (en) 2001-05-16

Family

ID=3888236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19977A CZ288286B6 (en) 1994-07-05 1995-07-04 Bipolar membrane, process of its manufacture and use

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6217733B1 (en)
EP (1) EP0769032B1 (en)
JP (1) JPH10506414A (en)
AT (1) ATE166088T1 (en)
AU (1) AU699493B2 (en)
BE (1) BE1008471A3 (en)
BR (1) BR9508708A (en)
CA (1) CA2194141A1 (en)
CZ (1) CZ288286B6 (en)
DE (1) DE69502498T2 (en)
DK (1) DK0769032T3 (en)
ES (1) ES2117431T3 (en)
FI (1) FI970027A (en)
HU (1) HU217782B (en)
NO (1) NO309723B1 (en)
PL (1) PL180497B1 (en)
WO (1) WO1996001286A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1287127B1 (en) * 1996-10-31 1998-08-04 Solvay PROCESS FOR MANUFACTURING AN AQUEOUS SOLUTION OF SODIUM HYDROXIDE
FR2807950B1 (en) * 2000-04-19 2002-07-19 Solvay METHOD FOR MANUFACTURING A BIPOLAR MEMBRANE AND USE OF THE BIPOLAR MEMBRANE THUS OBTAINED
DE102009013207A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Bipolar membrane
JP5948243B2 (en) * 2009-08-26 2016-07-06 エヴォクア ウォーター テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド Ion exchange membrane
CN103237600B (en) 2010-10-15 2016-07-13 伊沃夸水处理技术有限责任公司 Anion exchange membrane and manufacture method
CN103237591B (en) 2010-10-15 2016-04-13 伊沃夸水处理技术有限责任公司 For the preparation of the method for the monomer solution of manufacture cation-exchange membrane
WO2014055123A1 (en) 2012-10-04 2014-04-10 Evoqua Water Technologies Llc High-performance anion exchange membranes and methods of making same
AU2013330438B2 (en) 2012-10-11 2017-06-01 Evoqua Water Technologies Llc Coated ion exchange membranes
FR3014869B1 (en) 2013-12-18 2016-01-01 Rhodia Operations PROCESS FOR THE SEPARATION OF MANDELIC COMPOUNDS IN SALIENT FORM AND THE USE THEREOF FOR THE PREPARATION OF AROMATIC ALDEHYDE
CN111111794A (en) * 2019-12-31 2020-05-08 佛山市云米电器科技有限公司 Preparation method of out-of-phase bipolar membrane not easy to fall off

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1615983A (en) * 1982-06-22 1984-01-05 Unsearch Ltd. Bipolar membrane
ATE111165T1 (en) * 1987-07-30 1994-09-15 Unisearch Ltd HIGH-PERFORMANCE BIPOLAR MEMBRANES.
EP0600470A3 (en) * 1992-12-04 1995-01-04 Asahi Glass Co Ltd Bipolar membrane.
BE1006774A3 (en) * 1993-02-24 1994-12-06 Univ Bruxelles BIPOLAR MEMBRANE, METHOD FOR OBTAINING AND USE THEREOF FOR THE PRODUCTION BASES AND ACID OR REGULATING pH OF WATER SOLUTION.
BE1006940A6 (en) * 1993-04-08 1995-01-31 Solvay Method of manufacturing a membrane bipolar and method for manufacturing aqueous alkali metal hydroxide.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0769032B1 (en) 1998-05-13
ATE166088T1 (en) 1998-05-15
DE69502498D1 (en) 1998-06-18
HU217782B (en) 2000-04-28
AU2973795A (en) 1996-01-25
US6217733B1 (en) 2001-04-17
BE1008471A3 (en) 1996-05-07
HU9700010D0 (en) 1997-02-28
CZ288286B6 (en) 2001-05-16
NO309723B1 (en) 2001-03-19
JPH10506414A (en) 1998-06-23
NO965543D0 (en) 1996-12-23
CA2194141A1 (en) 1996-01-18
DE69502498T2 (en) 1998-11-12
NO965543L (en) 1997-03-04
WO1996001286A1 (en) 1996-01-18
FI970027A (en) 1997-02-24
PL318108A1 (en) 1997-05-12
BR9508708A (en) 1997-08-12
DK0769032T3 (en) 1999-02-15
FI970027A0 (en) 1997-01-03
AU699493B2 (en) 1998-12-03
HUT76422A (en) 1997-08-28
ES2117431T3 (en) 1998-08-01
PL180497B1 (en) 2001-02-28
EP0769032A1 (en) 1997-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4751559B2 (en) Bipolar membrane manufacturing method and use of the bipolar membrane
CZ797A3 (en) Bipolar diaphragm and process for producing thereof
JP7356200B2 (en) Electrodialysis method using bipolar membrane
WO2010106021A1 (en) Bipolar membrane
US5849167A (en) Method for making a bipolar membrane
DE3851435T2 (en) HIGH PERFORMANCE BIPOLAR MEMBRANES.
US5227040A (en) High performance bipolar membranes
US5380413A (en) Process for the manufacture of a bipolar membrane and process for the manufacture of an aqueous alkali metal hydroxide solution
JP4188692B2 (en) Method for producing iodine alkali salt and method for producing iodine ammonium salt
JPH01175994A (en) Production of partial hydrolyzed product of protein
JPH04284832A (en) Electrodialysis of inorganic salt-containing amphoteric surfactant solution

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20040704