EA000808B1

EA000808B1 - Безасбестовый компонент катода, используемый для электролиза раствора хлорида натрия

Info

Publication number: EA000808B1
Application number: EA199800613A
Authority: EA
Inventors: Жерар Бакке; Фредерик Кунтцбургер
Original assignee: Клоральп
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2000-04-24
Also published as: US6099704A; FR2743090A1; EP0870077A1; EP0870077B1; NO983011D0; EA199800613A1; CN1208443A; UA47449C2; MXPA98005187A; BG62785B1; BG102564A; CN1163636C; JP2000502753A; AU1381097A; KR19990076911A; PL327570A1; NO983011L; BR9612313A; WO1997024474A1; FR2743090B1

Description

Предметом настоящего изобретения является компонент катода, лишенный волокон асбеста, способ его изготовления и его использование в получении раствора гидроксида щелочного металла.

Вещества, используемые для изготовления компонента катода электролитической ячейки, должны соответствовать нескольким конкретным характеристикам. Так, они должны иметь низкое электрическое удельное сопротивление, пригодное для работы при приемлемом уровне энергии электролизера, оборудованного таким компонентом катода. Кроме того, они должны также давать возможность получить компонент, который имеет малую толщину, в то же время предоставляя на указанном компоненте большую удельную поверхность, которая может превышать несколько квадратных метров.

Такие компоненты катода обычно получают осаждением посредством фильтрации через пористую подложку дисперсии используемых материалов. Одна из трудностей способа такого типа заключается в том, что необходимо иметь возможность управлять количеством продукта, эффективно удерживаемого на поверхности пористой подложки, последняя должна показывать значение внутренних габаритов просветов или диаметров отверстий, которые являются большими относительно размера используемых материалов. К тому же слой должен проявлять управляемые и воспроизводимые характеристики пористости и однородности, в смысле толщины слоя и распределения этих составных частей, если компоненты катода, которые являются непригодными или плохими по характеристикам, не должны быть получены.

Одно из первых производств компонента катода состояло в осаждении суспензии, содержащей волокна углерода, волокна асбеста, фторированного полимера, связывающего волокна, электрокаталитического агента и порообразующего агента.

Преимущество этого типа компонента катода в настоящее время ограничено из-за ожидаемых новых инструкций, касающихся волокон асбеста. Это связано с исследованной токсичностью этих волокон, и поэтому имеется тенденция больше не допускать использование этого вещества.

Кроме того, было обнаружено, что длительная стабильность волокон асбеста в электролитической среде, содержащей концентрированное основание и соль, должна быть улучшена, чтобы ограничить замену компонентов катода, считающуюся чрезмерно частой.

Во-первых, были предприняты меры предосторожности, чтобы распределить полностью и просто волокна асбеста в волокнистой суспензии. Однако получающийся в результате слой, оказалось, был непригодным при электролизе промышленным способом, потому что было невозможно эффективно управлять толщиной и пористостью указанного слоя. Кроме того, его когезия с катодом также не была удовлетворительна.

В свете таких результатов предложение состояло в замене волокон асбеста органическими волокнами типа фторированного полимера. Однако характеристики компонента катода также не были удовлетворительны. Это происходило потому, что пористость и толщина не могли быть всегда управляемыми, в особенности после стадии отверждения указанного слоя (или агломерации).

Располагая этими фактами, предлагается новый тип безасбестового компонента катода, в котором эти волокна заменены смесью органических волокон, типа фторированного полимера, и неорганических волокон, таких как, в частности, волокна титаната.

Точно так же, как и предшествующее производство компонента катода на основе волокон асбеста, эта новая композиция волокнистого слоя дает возможность получать достаточно удовлетворительные свойства при электролизе растворов хлорида натрия.

Однако недостаток этой последней композиции слоя - его высокая стоимость, главным образом, благодаря органическим и неорганическим волокнам, которые представляют не малую часть композиции.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать волокнистую композицию слоя, лишенную асбеста и органических и неорганических волокон, таких как те, которые были упомянуты.

Таким образом, изобретение относится к компоненту катода, лишенного волокон асбеста, получаемого осаждением посредством фильтрации через пористую подложку водородсодержащей суспензии, содержащей электропроводящие волокна, по меньшей мере, один катионоактивный полимер, по меньшей мере, один электрокаталитический агент, по меньшей мере, один порообразующий агент и, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из фторированных полимеров.

Изобретение также касается способа изготовления такого компонента катода, который заключается в выполнении следующих стадий:

a) готовят водосодержащую суспензию, содержащую электропроводящие волокна, по меньшей мере, один катионоактивный полимер, по меньшей мере, один электрокаталитический агент, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из фторированных полимеров и, по меньшей мере, один порообразующий агент,

b) указанную суспензию осаждают на пористую подложку посредством фильтрации в програмно-управляемом вакууме,

c) слой, полученный таким образом, обезвоживают и необязательно сушат,

d) полученное в результате соединение агломерируют при температуре, большей или равной температуре плавления или размягчения связующего,

е) удаляют порообразующий агент, в случае необходимости, обработкой, выполняемой до использования компонента катода или во время его использования.

Совершенно неожиданно было обнаружено, что можно получить компоненты катода с характеристиками, сравнимыми с характеристиками компонентов, описанных выше и известных специалистам, без использования волокон асбеста, органических волокон, на основе фторированного полимера, и неорганических волокон, в частности на основе титаната. Этого нельзя было ожидать из-за того, что до сих пор существовала тенденция всегда сохранить соединения с волокнистой природой в дополнение к проводящим волокнам.

Аналогично было обнаружено в отличие от того, что принято в данной области техники, что можно получить стабильные слои после тепловой обработки без использования неорганических наполнителей или волокон, предварительно рассматриваемых как необходимые.

К тому же настоящее изобретение позволяет получить суспензию, которую можно фильтровать вертикально, т. е. в промышленных условиях. Эта характеристика не была очевидна также, потому что формирование суспензии согласно изобретению осуществляют без способствующего загустению агента типа ксантановой смолы, предварительно рассматриваемого как необходимого для получения этого результата.

Однако другие преимущества и характеристики станут более очевидными при рассмотрении описания и примеров, которые приведены ниже.

Как было отмечено выше, компонент катода, согласно изобретению, может быть получен осаждением посредством фильтрации через пористую подложку дисперсии, содержащей электропроводящие волокна, по меньшей мере, один катионоактивный полимер, по меньшей мере, один электрокаталитический агент, по меньшей мере, один порообразующий агент и, по меньшей мере, одно связующее.

Обычно целесообразно, чтобы эта дисперсия была водосодержащей.

Электропроводящие волокна могут быть естественно проводящими волокнами или же волокнами, образованными таким образом, чтобы сделать их проводящими.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения используются естественно проводящие волокна, такие как, в частности, волокна углерода или волокна графита.

Более конкретно, эти волокна поставляются в виде нитей с диаметром обычно меньше 1 мм и, более конкретно, от 10^-3 до 0,1 мм и с длиной больше чем 0,5 мм и, более конкретно, от 1 до 20 мм.

Кроме того, проводящие волокна преимущественно проявляют такое свойство, что длина, по меньшей мере, 80% и предпочтительно, по меньшей мере, 90% волокон соответствует средней длине ±10%.

Что касается связующего, последнее выбирают из фторированных полимеров.

Под «фторированными полимерами» понимают гомополимеры или сополимеры, полученные, по меньшей мере, частично из олефиновых мономеров, замещенных атомами фтора, или замещенных соединением атомов фтора и, по меньшей мере, одного из атомов хлора, брома или йода, на мономер.

Примеры фторированных гомополимеров или сополимеров могут содержать полимеры и сополимеры, полученные из тетрафторэтилена, гексафторпропилена, хлортрифторэтилена или бромтрифторэтилена.

Такие полимеры могут также содержать до 75% молекулярных веществ, полученных из других этиленовоненасыщенных мономеров, содержащих, по меньшей мере, столько атомов фтора, сколько атомов углерода, таких как, например, ванилиден(ди)фторид или винилперфторалкильные эфиры, таких как перфтороалкоксиэтилен.

Этот фторированный полимер или связующее, более конкретно, поставляется в виде водосодержащей дисперсии, содержащей от 30 до 80 вес.% безводного полимера, размер частицы которого составляет от 0,1 до 5 мкм и предпочтительно от 0,1 до 1 мкм.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения фторированным полимером является политетрафторэтилен.

Возможно использовать в качестве электрокаталитического агента любой тип металла, известного в технике, для активации реакции электролиза.

Однако согласно первому конкретному альтернативному виду изобретения, используют металл Ренея, такой как предпочтительно никель, или же предшествующий продукт этого металла Ренея, состоящий фактически из сплава на основе указанного металла в соединении с другим, который может легко быть удален. Более конкретно им является сплав, включающий алюминий, который может быть выщелачен, например обработкой, осуществляемой в щелочной среде. Этот тип электрокаталитического агента описан, в частности, в Европейском Патенте ЕР 296, 076, на который может быть сделана ссылка по этому вопросу.

Согласно второму альтернативному виду в качестве электрокаталитического агента могут использоваться частицы, включающие оксид рутения, оксид платины, оксид иридия или оксид палладия или смесь этих оксидов.

Под смесью понимают частицы, содержащие в себе смесь оксидов, но также частицы на основе одного оксида металла, смешанного с другими частицами, содержащими различные оксиды. Очевидно, промежуточные комбинации этих двух возможностей можно вполне представить.

Указанный агент, к тому же, может быть в виде частиц, состоящих из электропроводящей подложки, содержащей покрытие в виде оксида рутения, оксида платины, оксида иридия или оксида палладия; эти оксиды являются единственными или в качестве смеси в смысле, который был объяснен.

Без отступления от объема настоящего изобретения можно объединить эти два альтернативных вида, т. е. частицы на основе оксида или покрытые оксидом.

Электрокаталитический агент, согласно изобретению, предпочтительно поставляется в виде покрытия подложки, такой как, в частности, железа, кобальта, никеля, железа Ренея, кобальта Ренея, никеля Ренея, элементов групп IVA и VA периодической классификации, углерода или графита. Здесь и во всем последующем описании периодической классификацией элементов, на которую сделана ссылка, является та, что опубликована в добавление к Bulletin de la Societe' Chimique de France (№ 1, 1966).

Этот тип электрокаталитического агента описан, в частности, в заявке на патент Франции FR 94 01702.

Следует отметить, что снова соединение двух типов электрокаталитических агентов, описанных выше, является возможным.

Водосодержащая дисперсия дополнительно содержит, по меньшей мере, один порообразующий агент.

Все составляющие являются подходящими, поскольку они могут быть удалены, например, химической или тепловой обработкой.

Таким образом, согласно первому альтернативному виду изобретения, используют производные на основе двуокиси кремния. Эти соединения являются особенно выгодными, так как они фактически не оказывают никакого эффекта в ослаблении электропроводимости микропористого вещества и образуют сетки с полимером, связывающим волокна, когда этот полимер используется в виде латекса. Кроме того, эти соединения удаляются выщелачиванием основанием, таким как гидроксид натрия.

Под производными на основе двуокиси кремния понимают, согласно изобретению, осажденные двуокиси кремния и двуокиси кремния сгорания или пирогенные двуокиси кремния (полученные при сухой перегонке). Они более конкретно проявляют BET удельную поверхность от 100 м²/г до 300 м²/г и/или размер частицы, оцененный с использованием счетчика Coulter®, от 1 до 50 мкм и предпочтительно от 1 до 1 5 мкм.

Также возможно предусмотреть использование вместо вышеупомянутых порообразующих агентов или в качестве смеси с ними системы с наночастицами, которые являются термически разрушаемыми, более конкретно по время операции агломерации компонента катода, такие как наносетки или сетки с размером менее 1 00 мкм.

Наконец, одной из необходимых составляющих дисперсии, используемой согласно изобретению, является составляющая из катионоактивного полимера.

Следует сказать, что среди подходящих катионоактивных полимеров существуют две категории полимера, органические полимеры и неорганические полимеры, которые могут использоваться в отдельности или как смесь.

В качестве примера полимеров первой категории можно привести синтетические полимеры, выбранные из эпихлоргидрина, полииминов, полиакриламидов или полиакриламинов, которые являются полимерами, способными формировать часть композиции суспензии, используемой в изобретении. Полимеры естественного происхождения, такие как, в частности, катионоактивные крахмалы или катионоактивные кизельгуры, являются подходящими соединениями для изобретения.

Следует сказать, что среди неорганических полимеров, без предполагаемого ограничения, используют глины, бентониты, сульфат алюминия или полихлорид алюминия.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, суспензия, согласно изобретению, содержит, по меньшей мере, один полимер типа полиакриламина, продаваемого, в частности, под маркой Floerger® компанией Floerger, типа катионоактивного крахмала, такие как катионоактивные крахмалы, которые являются растворимыми при нагревании (Hi-Cat® катионоактивные крахмалы, продаваемые компанией Roquette), и катионоактивные крахмалы, которые являются растворимыми при охлаждении, или типа катионоактивного кизельгура, продаваемого под торговой маркой Меурго® компанией Meyhall; возможно присутствие этих полимеров в отдельности или в качестве смеси.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, когда используется система наночастиц, она соединяется с, по меньшей мере, одним катионоактивным полимером. В таком случае используют, более конкретно, катионоактивный полимер, выбранный из эпихлоргидрина, полииминов, полиакриламидов или катионоактивных крахмалов.

Суспензия, используемая в способе, согласно изобретению, может, кроме того, включать дополнительные соединения.

Таким образом, согласно первому альтернативному виду изобретения, суспензия содержит, если уместно, волокнистый материал. Более конкретно, волокнистый материал выбирают из волокон на основе целлюлозы, волокон на основе целлюлозы с положительно заряженны7 ми ионами, стекловолокон или волокон силиката кальция.

Следует сказать, что в качестве положительно заряженных волокон целлюлозы, используют волокна Becofloc® или, в качестве волокон силиката кальция - волокна Promaxon®.

Следует отметить, что добавки могут формировать часть композиции суспензии, согласно изобретению.

Таким образом, суспензия содержит, в дополнение к вышеупомянутым составляющим компонентам, по меньшей мере, один поверхностно-активный агент.

Более конкретно, в качестве поверхностноактивного вещества используют неионные соединения, такие как этоксилированные спирты или фторуглеродные соединения, содержащие функционализированные группы, обычно имеющие цепочки атомов углерода, содержащие от 6 до 20 атомов углерода. Предпочтительно используют этоксилированные спирты, выбранные из этоксилированных алкилфенолов, таких как, в частности, октоксинолы.

Суспензию, согласно изобретению, таким образом, осаждают на пористую подложку. Эта пористая подложка обычно проводит электричество. Следует отметить, что без отступления от объема настоящего изобретения, суспензию осаждают на подложку, которая не является электропроводящей таким образом, чтобы создать волокнистый слой, который был бы впоследствии соединен с электропроводящей пористой подложкой.

Пористая подложка более конкретно состоит из тканей или решеток, для которых размер отверстий перфорации или пористости может быть от 20 мкм до 5 мм. Пористая подложка может иметь одну или более плоских или цилиндрических поверхностей, обычно известных как наперсток, показывающий открытую поверхность.

Проводящая пористая подложка состоит, в частности, из железа, никеля или любого вещества, обработанного таким образом, чтобы оно стало менее чувствительным к коррозионной агрессивности среды, такого как, например, железо, на которое был осажден никель.

Согласно преимущественному альтернативному виду изобретения, волокнистый слой, осажденный на электропроводящую пористую подложку, соединяют с микропористой диафрагмой.

Первый вариант осуществления состоит в осаждении диафрагмы на волокнистый слой. Этот тип процесса известен специалистам.

Согласно второму варианту осуществления этого альтернативного вида, диафрагму не осаждают на волокнистый слой, а размещают отдельно, чтобы разделить отделения катода и анода.

Такие диафрагмы коммерчески доступны и выполнены, в частности, на основе волокон керамического типа или на тефлоне.

Согласно второму альтернативному виду изобретения, катод, содержащий волокнистый слой, осажденный на электропроводящую подложку, соединяют с мембраной.

Следует заметить в качестве примеров мембран, подходящих для способа, согласно изобретению, перфторосульфоновые мембраны типа Nafion (продаваемые компанией Du Pont) или перфорированные мембраны, содержащие карбоксильные функциональные группы (ряд 890 или Fx-50, продаваемые компанией Asahi Glass). Кроме того, можно использовать двухслойные мембраны, содержащие на одной поверхности сульфоновые группы, а на другой карбоксильные группы.

Ниже будет описан процесс подготовки, пригодный для изготовления компонента катода, согласно изобретению:

b) указанную суспензию осаждают на пористую подложку посредством фильтрации в программно-управляемом вакууме,

e) порообразующий агент удаляют, в случае необходимости, обработкой, выполняемой до использования катода или во время его использования.

Таким образом, на первой стадии а) готовят водосодержащую суспензию на основе составляющих, которые были описаны выше.

Содержание проводящих волокон определяют так, чтобы общее удельное сопротивление полученного волокнистого слоя было меньше или равно 0,4 Ом-см.

Суспензия, более конкретно, содержит от 20 до 100 вес. ч. проводящих волокон. Согласно конкретному альтернативному виду изобретения, содержание проводящих волокон составляет от 50 до 90 вес. ч.

Что касается связующего, его содержание составляет от 1 0 до 60 вес. ч. в пересчете на сухую основу.

Количество каталитического агента может изменяться в широких пределах.

Более конкретно, содержание этой составляющей в водосодержащей суспензии находится в пределах от 20 до 200 вес. ч. Более кон9 кретно, содержание составляет от 60 до 120 вес.

ч.

Количество порообразующего агента, формирующего часть композиции самой дисперсии, также изменяется в широких пределах.

В случае, когда порообразующий агент может быть удален химической обработкой, как в случае с производными на основе двуокиси кремния, в частности, его содержание обычно составляет от 30 до 200 частей. Более конкретно, количество порообразующего агента, формирующего часть композиции, суспензии составляет от 30 до 100 вес. ч.

В случае, когда порообразующий агент может быть удален термически, таком как для систем с нанометрическими частицами типа решеток с размером, меньшим 1 00 мкм или нанометрическими решетками, количество этого типа составляющей находится более конкретно в пределах от 1 0 до 200 вес. ч.

Возможно предусмотреть комбинацию из этих двух последних возможностей. В последнем случае количество порообразующих агентов, соответствующих смеси агентов, которые могут быть удалены химически или термически, более конкретно находится в пределах от 30 до 200 вес. ч.

Водосодержащая суспензия, согласно изобретению, дополнительно содержит, по меньшей мере, один катионоактивный полимер. Содержание этого полимера в суспензии является таким, что измеренное помутнение образующейся сверху жидкости после отстаивания суспензии составляет величину, большую или равную 50 и, предпочтительно, большую или равную 75. Следует отметить, что то же самое измерение, выполненное для чистой воды, дает значение 100. Помутнение измеряется пропусканием излучения с длиной волны 630 нм на нефелометре типа Methrom 662 Photometer®.

Кроме того, другой критерий в отношении выбора содержания катионоактивного полимера зависит от вязкости, приданной суспензии. Последняя должна предпочтительно быть такой, чтобы не вызывать чрезмерную трудность в фильтрации суспензии.

В более конкретном случае катионоактивного крахмала его содержание изменяется от 1 0 до 80 вес. ч. в пересчете на сухую основу. Предпочтительно, содержание катионоактивного полимера изменяется от 20 до 40 вес. ч. в пересчете на сухую основу.

Содержание волокнистого материала, отличного от волокон целлюлозы, причем волокна могут быть или могут не быть положительно заряжены, управляется теми же самыми условиями, что и вышеупомянутые проводящие волокна. Таким образом, их содержание является таким, что общее удельное сопротивление конечного волокнистого листа является меньшим или равным 0,4 Ом-см.

В конкретном случае, когда суспензия содержит волокна на основе целлюлозы в качестве волокнистого вещества, причем волокна могут быть или могут не быть положительно заряжены, их содержание составляет не более 60 вес. ч. в пересчете на сухую основу. Согласно конкретному альтернативному виду содержание волокон целлюлозы составляет от 1 0 до 40 вес. ч.

Количество поверхностно-активного вещества, формирующего часть композиции суспензии, обычно изменяется от 0,5 до 5 вес. ч., хотя можно предусмотреть количества вне этого диапазона.

Водосодержащую суспензию, подготовленную таким образом, обычно оставляют стоять в течение, по меньшей мере, 1 ч.

На следующей стадии b) суспензию, полученную ранее, осаждают на пористую подложку, которая предпочтительно является электропроводящей.

Слой осаждают на пористую подложку посредством фильтрации в программноуправляемом вакууме. Последний получают способом, по сути известным, например, непрерывным или пошаговым способом до конечного отрицательного давления от 1,5х10³ до 5х10⁴Па.

В самом предпочтительном способе полученная суспензия может быть отфильтрована вертикально, что представляет особенно выгодное преимущество для работы в промышленном масштабе. Очевидно, что возможно вполне предусмотреть осаждение суспензии посредством горизонтальной фильтрации.

Как только такой слой осажден, последний обезвоживают, поддерживая вакуум в течение нескольких мгновений, а затем необязательно высушивают на воздухе при температуре от комнатной до 150°С.

Слой затем агломерируют посредством нагрева при температуре, большей или равной температуре плавления фторированного полимера. В течение этой стадии агломерации часть составляющих смеси, из которой сформирован волокнистый слой, обычно термически уменьшается. Это является, в частности, случаем, когда порообразующий агент, по меньшей мере, частично составлен из системы с наночастицами, упомянутой выше.

Когда порообразующий агент, по меньшей мере, частично составлен из агентов, таких как производные двуокиси кремния, впоследствии выполняют стадию удаления поробразующего агента, в частности, посредством водосодержащего раствора гидроксида щелочного металла. Следует отметить, что удаление этого порообразующего агента может быть выполнено не только in situ, т. е. в течение первых мгновений использования катода, то также перед использованием электропроводящего микропористого материала. Последняя возможность имеет пре11 имущество в сведении к минимуму загрязнения электролитической среды.

В случае, когда катод, используемый в способе согласно изобретению, содержит соединенную диафрагму в смысле, что диафрагма осаждена непосредственно на волокнистый слой, стадии а) к d) выполняют так, как указано выше. Волокнистый слой диафрагмы затем осаждают согласно способам, известным в технике. Таким образом, суспензию, содержащую составляющие компоненты волокнистого слоя диафрагмы, как описано, в частности, в патентах ЕР 412,917 и ЕР 642,602, можно осадить или на агломерированный или не агломерированный волокнистый слой, над которым будет или не будет выполнена обработка для удаления порообразующего агента. Как только осаждение выполнено, соединение впоследствии обезвоживают и необязательно сушат. Затем выполняют стадию агломерации при температуре, большей или равной температуре плавления или размягчения связующего, имеющегося в волокнистом слое диафрагмы, перед удалением порообразующего агента обработкой, выполненной до использования катода или во время использования последнего.

Ниже приводятся конкретные, но не ограничивающие примеры.

Примеры 1.

Эти примеры иллюстрируют подготовку волокнистого листа, содержащего катионоактивный полимер и волокна целлюлозы.

Суспензию готовят из следующих компонентов:

- деионизированная вода, количество которой вычисляют, чтобы получить приблизительно 4 л суспензии и содержание твердых частиц приблизительно 3 вес.%,

- 35 г политетрафторэтилена в виде латекса с содержанием твердых частиц 60%,

- 20 г волокон целлюлозы Becofloc® (Begerow),

- 20 или 40 г катионоактивного крахмала Hi-Cat® 165 (Roquette),

- 1 00 или 200 г осажденной двуокиси кремния в виде частиц со средним размером частицы 3 мм и с BET удельной поверхностью 250 м²-г^-1,

- 70 г волокон углерода, диаметр которых приблизительно 1 0 мм и средняя длина которых

1,5 мм,

- 3,3 г Triton Х 100® от компании Rohm and Haas,

- 1 21 г никеля Ренея в виде 1 0 мм порошка (Ni 20, продаваемый компанией Procatalyse).

Крахмал и затем волокна целлюлозы вводят при перемешивании в 4 л деионизированной воды.

После перемешивания добавляют двуокись кремния, PTFE латекс, Triton Х 1 00®, волокна углерода и, наконец, никель Ренея.

После перемешивания полученную суспензию фильтруют в вакууме через сплетенную и ламинированную железную сетку из стали типа Gantois, просвет которой составляет 2 мм и диаметр проводов которой равен 1 мм, площадь поверхности осаждения составляет 1,21 дм².

Таким образом устанавливают отрицательное давление и увеличивают на 50х10² Па в минуту, чтобы достичь отрицательного давления, показанного в таблице ниже. Это максимальное отрицательное давление поддерживается приблизительно в течение 1 5 мин.

Соединение затем сушат и затем усиливают, расплавляя фторированный полимер при 350°С.

Двуокись кремния удаляют in situ в электролизере растворением в щелочной среде, в частности, в течение первых часов электролиза.

Результаты объединены в табл. 1, приведенной ниже.

Таблица 1

Тесты	1	2	3
Состав (весовые части)	Целюллоза	20	20	20
Крахмал	20	20	40
Двуокись кремния	200	200	200
Суспендированная масса	300	300	300
Результаты	Осажденный вес (кг/м²)	0,44	0,37	0,33
Вакуум (10²Па)	320	435	386
Сохраненный уровень (%)	55	46	55

Тест 1 был выполнен через один час после приготовления водосодержащей суспензии.

Тесты 2 и 3 были выполнены соответственно через 5 и 4 дня после приготовления суспензии.

Тесты 1 и 2 показывают, что хранение суспензии имеет небольшое влияние на условия фильтрации для последней и вместо этого способствует улучшению в конечном вакууме для того же самого осажденного веса. Осуществимость операции таким образом увеличивается.

Примеры 2.

Эти примеры иллюстрируют приготовление волокнистого слоя, содержащего катионоактивный полимер без волокон целлюлозы.

Приготовление выполнено так же, как в предшествующем примере, за исключением того, что количества крахмала и волокон целлюлозы различны.

Результаты и содержание объединены в табл. 2, приведенной ниже.

Таблица 2

Тесты	1	2
Состав (весовые части)	Целюллоза	0	0
Крахмал	40	40
Двуокись кремния	200	200
Суспендированная масса	300	300
Результаты	Осажденный вес (кг/м²)	0,35	0,4
Вакуум (10²Па)	250	350
Сохраненный уровень (%)	45	50

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1. Безасбестовый компонент катода, получаемый осаждением посредством фильтрации через пористую подложку водосодержащей суспензии, содержащей электропроводящие волокна, по меньшей мере, один катионоактивный полимер, по меньшей мере, один электрокаталитический агент, по меньшей мере, один порообразующий агент и, по меньшей мере, одно связующее, выбранное из фторированных полимеров.

2. Компонент катода по п.1, отличающийся тем, что электропроводящими волокнами являются волокна углерода и волокна графита.

3. Компонент катода по п.2, отличающийся тем, что длина, по меньшей мере, 80%, предпочтительно, по меньшей мере, 90% волокон соответствует средней длине ±10%.

4. Компонент катода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что электрокаталитическим агентом является металл Ренея или предшествующий продукт этого металла, или частицы, содержащие оксид рутения, оксид платины, оксид иридия или оксид палладия или смесь этих оксидов или частиц, содержащих электропроводящую подложку, имеющую покрытие в виде оксида рутения, оксида платины, оксида иридия или оксида палладия или смеси этих оксидов.

5. Компонент катода по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что порообразующий агент, удаляемый посредством химической или тепловой обработки, выбран из производных на основе двуокиси кремния или систем с наночастицами, которые термически разрушаются, такие как нанорешетки или решетки с размером менее 1 00 мкм.

6. Компонент катода по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что катионоактивный полимер выбран из органических полимеров, таких как синтетические полимеры, выбранные из эпихлоргидрина, полииминов, полиакриламидов или полимеров естественного происхождения, таких как, в частности, катионоактивные крахмалы или катионоактивные кизельгуры.

7. Компонент катода по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что катионоактивный полимер выбран из неорганических полимеров, таких как глины, бентониты, сульфат алюминия или полихлорид алюминия.

8. Компонент катода по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что суспензия дополнительно содержит волокнистый материал, выбранный из волокон на основе целлюлозы, волокон на основе целлюлозы с положительно заряженными ионами, стекловолокон или волокон силиката кальция.

9. Компонент катода по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он соединен с диафрагмой.

10. Компонент катода по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он соединен с мембраной.

11. Способ изготовления компонента катода по любому из пп.1-8, заключающийся в выполнении следующих стадий:

c) слой, полученный таким образом, обезвоживают и при необходимости сушат,

e) порообразующий агент удаляют в случае необходимости обработкой, выполняемой до использования компонента катода или во время его использования.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит от 20 до 1 00 вес. ч. электропроводящих волокон.

13. Способ по любому из пп.11 или 12, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит от 1 0 до 60 вес. ч. связующего.

14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит от 30 до 200 вес. ч. порообразующего агента, если последний удаляют химической обработкой, или от 1 0 до 200 вес. ч. порообразующего агента, если последний удаляют термически, или от 30 до 200 вес. ч., если порообразующий агент является смесью агентов, которые удаляют химически и термически.

15. Способ по любому из пп. 11-14, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит от 20 до 200 вес. ч. электрокаталического агента.

16. Способ по любому из пп.11-15, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит, по меньшей мере, один катионоактивный полимер в таком количестве, что измеренное помутнение образующейся сверху жидкости после отстаивания суспензии составляет величину, большую или равную 50, причем то же самое измерение, выполненное для чистой воды, дает значение 1 00.

1 7. Способ по любому из пп. 11-1 6, отличающийся тем, что водосодержащая суспензия содержит не более 60 вес. ч. в пересчете на сухую основу волокон на основе целлюлозы и, в частности, от 10 до 40 вес. ч. таких волокон, причем указанные волокна могут быть или могут не быть положительно заряжены.