JPH06322572A - 両性膜及びアルカリ金属水酸化物水溶液の製造方法 - Google Patents
両性膜及びアルカリ金属水酸化物水溶液の製造方法Info
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- JPH06322572A JPH06322572A JP6068484A JP6848494A JPH06322572A JP H06322572 A JPH06322572 A JP H06322572A JP 6068484 A JP6068484 A JP 6068484A JP 6848494 A JP6848494 A JP 6848494A JP H06322572 A JPH06322572 A JP H06322572A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 両性膜の製造方法であって、陽性膜を多価金
属化合物及びアルカリ金属水酸化物水溶液で処理し、次
に陰性膜に並列接合する方法であって、アルカリ金属水
酸化物が水酸化リチウムを含むことを特徴とする方法。 【効果】 良好な機械的性質と適度な電気抵抗を有する
両性膜が簡便且つ経済的に得られる。
属化合物及びアルカリ金属水酸化物水溶液で処理し、次
に陰性膜に並列接合する方法であって、アルカリ金属水
酸化物が水酸化リチウムを含むことを特徴とする方法。 【効果】 良好な機械的性質と適度な電気抵抗を有する
両性膜が簡便且つ経済的に得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、両性膜の製造方法に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】両性膜は、電気透析セルの構成部分であ
る。後者は、特に酸及び塩基をそれらの塩から出発して
製造するために用いられる方法において周知である。両
性膜の製造に一般に用いられている方法においては、予
め前準備された陽性膜と陰性膜を並列接合している。こ
れを目的として、国際出願第89/01059号 (Unisearch Li
mited)には、両性膜の製造方法であって、陽性膜と陰性
膜を別々にナトリウム又はカリウム以外の金属塩のアル
カリ溶液で処理し、次に陽性膜と陰性膜を並列接合し、
次にこのようにして得られた組合わせ膜をアルカリ金属
水溶液で処理する方法が記載されている。この既知の方
法の変更実施態様においては、陽性膜と陰性膜をアルカ
リ金属水溶液で処理した後、相互に並列接合している。
これらの既知の方法において用いられているアルカリ金
属溶液は水酸化ナトリウム溶液であり、その中に金属塩
を混合することが勧められている。上記既知の方法によ
って得られた両性膜は、一般に良好な機械的性質と適度
な電気抵抗を特徴としている。
る。後者は、特に酸及び塩基をそれらの塩から出発して
製造するために用いられる方法において周知である。両
性膜の製造に一般に用いられている方法においては、予
め前準備された陽性膜と陰性膜を並列接合している。こ
れを目的として、国際出願第89/01059号 (Unisearch Li
mited)には、両性膜の製造方法であって、陽性膜と陰性
膜を別々にナトリウム又はカリウム以外の金属塩のアル
カリ溶液で処理し、次に陽性膜と陰性膜を並列接合し、
次にこのようにして得られた組合わせ膜をアルカリ金属
水溶液で処理する方法が記載されている。この既知の方
法の変更実施態様においては、陽性膜と陰性膜をアルカ
リ金属水溶液で処理した後、相互に並列接合している。
これらの既知の方法において用いられているアルカリ金
属溶液は水酸化ナトリウム溶液であり、その中に金属塩
を混合することが勧められている。上記既知の方法によ
って得られた両性膜は、一般に良好な機械的性質と適度
な電気抵抗を特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、少な
くとも上記既知の方法によって得られた膜に匹敵する性
能を有する、より簡便でより経済的な両性膜を提供する
ものである。
くとも上記既知の方法によって得られた膜に匹敵する性
能を有する、より簡便でより経済的な両性膜を提供する
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、両性
膜の製造方法であって、陽性膜を多価金属化合物及びア
ルカリ金属水酸化物水溶液で処理し、次に陰性膜に並列
接合する方法であって、アルカリ金属水酸化物が水酸化
リチウムを含むことを特徴とする方法に関するものであ
る。陽性膜は、選択的に陽イオンを透過でき、陰イオン
を透過できない非多孔質の薄いシートを示すものであ
る。本発明の方法で用いられる陽性膜は、酸性又は塩基
性水溶液に不活性な材料で製造されなければならない。
本発明の方法で用いられる陽性膜は、例えば、スルホン
酸、カルボン酸又はホスホン酸から誘導された官能基又
はその官能基の混合物を含むフッ化ポリマーで製造され
たシートであり、それらの基は膜の永久陽性部位として
作用する。本発明のセルのこの適用に特に適する膜は、
Raipore (Pall Rai)として知られるものである。当然、
陰性膜は、選択的に陰イオンを透過でき、陽イオンを透
過できない非多孔質の薄いシートである。本発明の方法
で用いられる陰性膜は、酸性又は塩基性水溶液に不活性
で且つ永久陰性部位として作用する第四級アンモニウム
基を含む高分子材料で製造されたシートである。
膜の製造方法であって、陽性膜を多価金属化合物及びア
ルカリ金属水酸化物水溶液で処理し、次に陰性膜に並列
接合する方法であって、アルカリ金属水酸化物が水酸化
リチウムを含むことを特徴とする方法に関するものであ
る。陽性膜は、選択的に陽イオンを透過でき、陰イオン
を透過できない非多孔質の薄いシートを示すものであ
る。本発明の方法で用いられる陽性膜は、酸性又は塩基
性水溶液に不活性な材料で製造されなければならない。
本発明の方法で用いられる陽性膜は、例えば、スルホン
酸、カルボン酸又はホスホン酸から誘導された官能基又
はその官能基の混合物を含むフッ化ポリマーで製造され
たシートであり、それらの基は膜の永久陽性部位として
作用する。本発明のセルのこの適用に特に適する膜は、
Raipore (Pall Rai)として知られるものである。当然、
陰性膜は、選択的に陰イオンを透過でき、陽イオンを透
過できない非多孔質の薄いシートである。本発明の方法
で用いられる陰性膜は、酸性又は塩基性水溶液に不活性
で且つ永久陰性部位として作用する第四級アンモニウム
基を含む高分子材料で製造されたシートである。
【０００５】実際に、陽性膜は陰イオンを全く透過でき
ず、陰性膜は陽イオンを全く透過できない。当然、陽性
膜の電流効率は１ファラデーの作用によって膜を実際に
通過する陽イオンのモル分率である。同様に、陰性膜の
電流効率は、１ファラデーの作用によって膜を実際に通
過する陰イオンのモル分率である。両性膜は、一方の面
で陽性膜の性質を示し、もう一方の面で陰性膜の性質を
示す膜である。本発明の方法においては、多価金属は遷
移元素より選ばれることが有利である。クロム、鉄、ニ
ッケル、ルテニウム、ジルコニウム及びロジウムが好ま
しい。クロムが特に適切である。多価金属化合物は、無
機塩であることが好ましい。これは、塩化物、硝酸塩、
リン酸塩及び硫酸塩より選ばれることが有利である。塩
化物が好ましく、この中でも塩化クロムが特に勧められ
る。水和塩化クロムを用いることが有利であり、塩化ク
ロム６水和物が好ましい。多価金属化合物による陽性膜
の処理は、陽性膜の移動陽イオン又は対イオンの少なく
とも一部を多価金属イオンで置き換える作用を有する。
原則として、処理の完了時に陽性膜に存在する多価金属
イオン数は、重要ではない。しかしながら、陽性膜にお
いて、一般に陰性膜と接触する陽性膜面１m2当たり少な
くとも0.００１（好ましくは0.０１）モルの多価金属陽
イオン量を取込むことを目標とし、通常0.０２〜0.０３
モル／m2が適切である。
ず、陰性膜は陽イオンを全く透過できない。当然、陽性
膜の電流効率は１ファラデーの作用によって膜を実際に
通過する陽イオンのモル分率である。同様に、陰性膜の
電流効率は、１ファラデーの作用によって膜を実際に通
過する陰イオンのモル分率である。両性膜は、一方の面
で陽性膜の性質を示し、もう一方の面で陰性膜の性質を
示す膜である。本発明の方法においては、多価金属は遷
移元素より選ばれることが有利である。クロム、鉄、ニ
ッケル、ルテニウム、ジルコニウム及びロジウムが好ま
しい。クロムが特に適切である。多価金属化合物は、無
機塩であることが好ましい。これは、塩化物、硝酸塩、
リン酸塩及び硫酸塩より選ばれることが有利である。塩
化物が好ましく、この中でも塩化クロムが特に勧められ
る。水和塩化クロムを用いることが有利であり、塩化ク
ロム６水和物が好ましい。多価金属化合物による陽性膜
の処理は、陽性膜の移動陽イオン又は対イオンの少なく
とも一部を多価金属イオンで置き換える作用を有する。
原則として、処理の完了時に陽性膜に存在する多価金属
イオン数は、重要ではない。しかしながら、陽性膜にお
いて、一般に陰性膜と接触する陽性膜面１m2当たり少な
くとも0.００１（好ましくは0.０１）モルの多価金属陽
イオン量を取込むことを目標とし、通常0.０２〜0.０３
モル／m2が適切である。
【０００６】多価金属化合物による陽性膜の処理は、陽
性膜を多価金属化合物水溶液と接触させることにより、
例えば陽性膜を該化合物の水性槽に浸漬することにより
行うことが有利である。この本発明の実施態様において
は、水溶液の濃度は重要ではないが、濃縮溶液が好まし
い。実際に、多価金属化合物の濃度が少なくとも0.０５
（好ましくは0.１）モル／リットルである水溶液を用い
ることが勧められる。多価金属化合物水溶液の許容され
る最大濃度は、飽和に相当するものであり、従って、多
価金属化合物の種類、その溶液の温度及びその溶液のｐ
Ｈ値のような種々のパラメーターに左右される。室温、
例えば１５〜３５℃の温度の溶液を用いることが好まし
い。本発明の方法においては、多価金属化合物を酸性溶
液として用いることができる。この本発明の実施態様に
おいては、特に、ｐＨが３未満、例えば0.０５〜１であ
る塩酸水溶液のような酸性溶液を使用することが可能で
ある。この本発明の実施態様は、例えば、多価金属化合
物が塩化クロム６水和物である場合、該化合物0.８〜1.
５モル／リットルを含む多価金属化合物の濃縮水溶液を
使用することを可能にする。
性膜を多価金属化合物水溶液と接触させることにより、
例えば陽性膜を該化合物の水性槽に浸漬することにより
行うことが有利である。この本発明の実施態様において
は、水溶液の濃度は重要ではないが、濃縮溶液が好まし
い。実際に、多価金属化合物の濃度が少なくとも0.０５
（好ましくは0.１）モル／リットルである水溶液を用い
ることが勧められる。多価金属化合物水溶液の許容され
る最大濃度は、飽和に相当するものであり、従って、多
価金属化合物の種類、その溶液の温度及びその溶液のｐ
Ｈ値のような種々のパラメーターに左右される。室温、
例えば１５〜３５℃の温度の溶液を用いることが好まし
い。本発明の方法においては、多価金属化合物を酸性溶
液として用いることができる。この本発明の実施態様に
おいては、特に、ｐＨが３未満、例えば0.０５〜１であ
る塩酸水溶液のような酸性溶液を使用することが可能で
ある。この本発明の実施態様は、例えば、多価金属化合
物が塩化クロム６水和物である場合、該化合物0.８〜1.
５モル／リットルを含む多価金属化合物の濃縮水溶液を
使用することを可能にする。
【０００７】しかしながら、本発明のもう１つの実施態
様によれば、多価金属化合物を少なくともｐＨ１０、好
ましくは１２であることが有利である塩基性溶液として
用いることが好ましい。これを目的として、有利にアル
カリ金属水酸化物水溶液を用いることが可能であり、ア
ルカリ金属は例えばナトリウム、カリウム又はリチウム
である。水酸化リチウム水溶液を使用することが好まし
い。少なくとも１モルの水酸化リチウムを含む水溶液が
特に勧められる。実際に、できるだけ濃縮された水酸化
リチウムの水溶液を用いることが有利である。多価金属
化合物による膜処理は室温又は高温で同様に良好に行わ
れるが、後者は陽性膜の熱分解温度以下に保つことが必
要である。処理時間は、多価金属の所望数を陽性膜に取
込むのに十分でなければならない。従って、使用される
多価金属化合物、その溶液の濃度及びその温度のような
多くのパラメーターに左右される。
様によれば、多価金属化合物を少なくともｐＨ１０、好
ましくは１２であることが有利である塩基性溶液として
用いることが好ましい。これを目的として、有利にアル
カリ金属水酸化物水溶液を用いることが可能であり、ア
ルカリ金属は例えばナトリウム、カリウム又はリチウム
である。水酸化リチウム水溶液を使用することが好まし
い。少なくとも１モルの水酸化リチウムを含む水溶液が
特に勧められる。実際に、できるだけ濃縮された水酸化
リチウムの水溶液を用いることが有利である。多価金属
化合物による膜処理は室温又は高温で同様に良好に行わ
れるが、後者は陽性膜の熱分解温度以下に保つことが必
要である。処理時間は、多価金属の所望数を陽性膜に取
込むのに十分でなければならない。従って、使用される
多価金属化合物、その溶液の濃度及びその温度のような
多くのパラメーターに左右される。
【０００８】本発明によれば、陽性膜はまた水酸化リチ
ウムを含むアルカリ金属水酸化物水溶液で処理される。
水酸化リチウムを含むアルカリ金属水酸化物水溶液は、
水酸化リチウムの実質量を含む金属水酸化物水溶液を示
すものである。アルカリ金属水溶液は、水酸化リチウム
の他に、例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム
を含むことができる。実際に、本発明の方法で用いられ
るアルカリ金属水酸化物水溶液は、水酸化リチウムのモ
ル含量が少なくとも５０％のアルカリ金属水酸化物のも
のである。特に有利なアルカリ金属水酸化物水溶液は、
水酸化リチウムのモル含量が少なくとも８０（好ましく
は少なくとも９０）％のアルカリ金属水酸化物のもので
あり、アルカリ金属水酸化物がすべて水酸化リチウムか
らなる溶液が好ましい。本発明の方法においては、アル
カリ金属水酸化物水溶液による処理は、これを目的とし
て多価金属化合物の水溶液と水酸化リチウムの水溶液を
用いることにより、多価金属化合物による処理と同時に
行われる。本発明の方法の好ましい実施態様において
は、多価金属化合物による処理後にアルカリ金属水酸化
物水溶液による処理が行われる。この好ましい実施態様
においては、アルカリ金属水酸化物水溶液が多価金属化
合物を含まないことが好ましい。この本発明の好ましい
実施態様の有利な別の実施態様によれば、陽性膜をまず
多価化合物を含む水酸化リチウム水溶液で処理し、次に
上で定義されたアルカリ金属水酸化物水溶液で処理す
る。
ウムを含むアルカリ金属水酸化物水溶液で処理される。
水酸化リチウムを含むアルカリ金属水酸化物水溶液は、
水酸化リチウムの実質量を含む金属水酸化物水溶液を示
すものである。アルカリ金属水溶液は、水酸化リチウム
の他に、例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム
を含むことができる。実際に、本発明の方法で用いられ
るアルカリ金属水酸化物水溶液は、水酸化リチウムのモ
ル含量が少なくとも５０％のアルカリ金属水酸化物のも
のである。特に有利なアルカリ金属水酸化物水溶液は、
水酸化リチウムのモル含量が少なくとも８０（好ましく
は少なくとも９０）％のアルカリ金属水酸化物のもので
あり、アルカリ金属水酸化物がすべて水酸化リチウムか
らなる溶液が好ましい。本発明の方法においては、アル
カリ金属水酸化物水溶液による処理は、これを目的とし
て多価金属化合物の水溶液と水酸化リチウムの水溶液を
用いることにより、多価金属化合物による処理と同時に
行われる。本発明の方法の好ましい実施態様において
は、多価金属化合物による処理後にアルカリ金属水酸化
物水溶液による処理が行われる。この好ましい実施態様
においては、アルカリ金属水酸化物水溶液が多価金属化
合物を含まないことが好ましい。この本発明の好ましい
実施態様の有利な別の実施態様によれば、陽性膜をまず
多価化合物を含む水酸化リチウム水溶液で処理し、次に
上で定義されたアルカリ金属水酸化物水溶液で処理す
る。
【０００９】ここで記載された好ましい実施態様及びそ
の別の実施態様においては、アルカリ金属水溶液による
陽性膜の処理は、例えば、陰性膜と接触させる陽性膜面
に溶液を噴霧するか又は該面に該溶液を刷毛等によって
含浸させることにより行われる。好ましい手段は膜を溶
液糟に浸漬することからなる。理論上の説明に束縛され
たくないが、アルカリ金属水酸化物水溶液による処理は
陽性膜に存在する多価金属の陽イオンを金属水酸化物に
変換する作用を有すると思われる。従って、本発明によ
れば、少なくとも陽性膜の多価金属陽イオンの実質割合
を金属水酸化物に変換するのに十分なアルカリ金属水酸
化物溶液の理論量を用いることが必要であり、該割合は
両性膜に存在する多価陽イオンの一般に少なくとも５
０、好ましくは９０％である。従って、アルカリ金属水
酸化物溶液に関して用いられるべき最適量は、陽性膜の
多価金属陽イオン量、特にその原子価、溶液の濃度及び
その温度のような種々のパラメーターに左右され、個々
の場合に通常の実験によって求められる。実際に、１リ
ットル当たり少なくとも0.５（好ましくは0.８）モルの
アルカリ金属水酸化物を含み、許容される最大含量が飽
和に相当するアルカリ金属水酸化物溶液を用いて一般に
良好な結果が得られる。１リットル当たり0.８〜1.２モ
ルのアルカリ金属水酸化物含量が通常適切である。室温
の溶液が適切であるが、５０〜９０℃のような熱溶液を
用いることが好ましい。
の別の実施態様においては、アルカリ金属水溶液による
陽性膜の処理は、例えば、陰性膜と接触させる陽性膜面
に溶液を噴霧するか又は該面に該溶液を刷毛等によって
含浸させることにより行われる。好ましい手段は膜を溶
液糟に浸漬することからなる。理論上の説明に束縛され
たくないが、アルカリ金属水酸化物水溶液による処理は
陽性膜に存在する多価金属の陽イオンを金属水酸化物に
変換する作用を有すると思われる。従って、本発明によ
れば、少なくとも陽性膜の多価金属陽イオンの実質割合
を金属水酸化物に変換するのに十分なアルカリ金属水酸
化物溶液の理論量を用いることが必要であり、該割合は
両性膜に存在する多価陽イオンの一般に少なくとも５
０、好ましくは９０％である。従って、アルカリ金属水
酸化物溶液に関して用いられるべき最適量は、陽性膜の
多価金属陽イオン量、特にその原子価、溶液の濃度及び
その温度のような種々のパラメーターに左右され、個々
の場合に通常の実験によって求められる。実際に、１リ
ットル当たり少なくとも0.５（好ましくは0.８）モルの
アルカリ金属水酸化物を含み、許容される最大含量が飽
和に相当するアルカリ金属水酸化物溶液を用いて一般に
良好な結果が得られる。１リットル当たり0.８〜1.２モ
ルのアルカリ金属水酸化物含量が通常適切である。室温
の溶液が適切であるが、５０〜９０℃のような熱溶液を
用いることが好ましい。
【００１０】別の態様として、場合によっては、本発明
の方法は多価金属化合物による処理と水酸化ナトリウム
溶液による処理との間に及びアルカリ金属水酸化物水溶
液による処理後に陽性膜を脱イオン水で任意に洗浄する
ことを含むことができる。洗浄は通常室温で行われる
が、より低い又はより高い温度も適切である。任意の適
切な手段が、陽性膜と陰性膜を並列接合するために用い
られる。本発明の個々の実施態様の好ましい手段は、湿
潤状態で２膜間の気洞の形成を避けながら２膜を相互に
付着及び加圧することからなる。これを目的として、こ
の本発明の実施態様においては、陽性膜と陰性膜を相互
に付着する前に脱イオン水で別々に処理する。この操作
を室温又は陰性膜もしくは陽性膜の熱分解温度以下に保
つならば高温で行うことが可能である。本発明の方法の
完了時に回収された両性膜は、好適には、電気透析セル
で用いる前に湿潤状態で貯蔵されなければならない。
の方法は多価金属化合物による処理と水酸化ナトリウム
溶液による処理との間に及びアルカリ金属水酸化物水溶
液による処理後に陽性膜を脱イオン水で任意に洗浄する
ことを含むことができる。洗浄は通常室温で行われる
が、より低い又はより高い温度も適切である。任意の適
切な手段が、陽性膜と陰性膜を並列接合するために用い
られる。本発明の個々の実施態様の好ましい手段は、湿
潤状態で２膜間の気洞の形成を避けながら２膜を相互に
付着及び加圧することからなる。これを目的として、こ
の本発明の実施態様においては、陽性膜と陰性膜を相互
に付着する前に脱イオン水で別々に処理する。この操作
を室温又は陰性膜もしくは陽性膜の熱分解温度以下に保
つならば高温で行うことが可能である。本発明の方法の
完了時に回収された両性膜は、好適には、電気透析セル
で用いる前に湿潤状態で貯蔵されなければならない。
【００１１】本発明の方法の使用においては、陰性膜を
陽性膜と同様の処理に供した後、陽性膜に並列接合され
る。これを目的として、上述した陽性膜の場合の条件
下、多価金属化合物及びアルカリ金属水酸化物水溶液で
連続して処理することができる。本発明の方法のこの実
施態様においては、陰性膜の処理に用いられる多価金属
化合物は陽性膜の処理に用いられる多価金属化合物と同
一あるいは異なることができる。陽性膜の処理及び陰性
膜の処理に同一の多価金属化合物を用いることが好まし
い。陰性膜の処理に用いられるアルカリ金属水溶液は、
陽性膜の処理に用いられるものと同一とすることができ
る。別の態様として、実質的に水酸化リチウムを含まな
いこともできる。本方法の好ましいもう１つの実施態様
においては、陽性膜のみが多価金属化合物及びアルカリ
金属水溶液で処理され、陰性膜は陽性膜に付着する前に
実質的に脱イオン水で洗浄することからなる処理に供さ
れる。この本発明の方法の実施態様は、両性膜の性能を
損ねることなく著しく簡易化する利点がある。
陽性膜と同様の処理に供した後、陽性膜に並列接合され
る。これを目的として、上述した陽性膜の場合の条件
下、多価金属化合物及びアルカリ金属水酸化物水溶液で
連続して処理することができる。本発明の方法のこの実
施態様においては、陰性膜の処理に用いられる多価金属
化合物は陽性膜の処理に用いられる多価金属化合物と同
一あるいは異なることができる。陽性膜の処理及び陰性
膜の処理に同一の多価金属化合物を用いることが好まし
い。陰性膜の処理に用いられるアルカリ金属水溶液は、
陽性膜の処理に用いられるものと同一とすることができ
る。別の態様として、実質的に水酸化リチウムを含まな
いこともできる。本方法の好ましいもう１つの実施態様
においては、陽性膜のみが多価金属化合物及びアルカリ
金属水溶液で処理され、陰性膜は陽性膜に付着する前に
実質的に脱イオン水で洗浄することからなる処理に供さ
れる。この本発明の方法の実施態様は、両性膜の性能を
損ねることなく著しく簡易化する利点がある。
【００１２】上記本発明の方法によって得られた両性膜
は、水の電気化学分解に適切であり、従って、水溶液を
用いる電気透析法に用いられる。即ち、酸及び塩基をそ
れらの塩から出発する製造において用いられる。本発明
の方法によって得られた両性膜は、アルカリ金属塩、例
えばアルカリ金属塩化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩又
は酢酸塩の水溶液の電気透析によるアルカリ金属水酸化
物（特に水酸化ナトリウム）水溶液の製造に特に有利に
適用される。従って、本発明は、電気透析によるアルカ
リ金属水溶液の製造方法であって、電気透析が上で定義
された本発明の方法によって得られた両性膜の存在下に
行われる方法に関するものである。本発明は、塩化ナト
リウム水溶液の電気透析、例えば米国特許第 4,238,305
号に記載されている手法による水酸化ナトリウム水溶液
の製造に特に適用される。下記実施例を用いて本発明を
具体的に説明する。実施例において、Raipore (Pall Ra
i)陰性膜及び陽性膜を用いた。Raipore 陽性膜はカルボ
ン酸から誘導された官能基をもつフッ化ポリマーで製造
した膜であり、Raipore 陰性膜は第四級アンモニウムか
ら誘導された官能基をもつポリマーで製造された膜であ
る。
は、水の電気化学分解に適切であり、従って、水溶液を
用いる電気透析法に用いられる。即ち、酸及び塩基をそ
れらの塩から出発する製造において用いられる。本発明
の方法によって得られた両性膜は、アルカリ金属塩、例
えばアルカリ金属塩化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩又
は酢酸塩の水溶液の電気透析によるアルカリ金属水酸化
物（特に水酸化ナトリウム）水溶液の製造に特に有利に
適用される。従って、本発明は、電気透析によるアルカ
リ金属水溶液の製造方法であって、電気透析が上で定義
された本発明の方法によって得られた両性膜の存在下に
行われる方法に関するものである。本発明は、塩化ナト
リウム水溶液の電気透析、例えば米国特許第 4,238,305
号に記載されている手法による水酸化ナトリウム水溶液
の製造に特に適用される。下記実施例を用いて本発明を
具体的に説明する。実施例において、Raipore (Pall Ra
i)陰性膜及び陽性膜を用いた。Raipore 陽性膜はカルボ
ン酸から誘導された官能基をもつフッ化ポリマーで製造
した膜であり、Raipore 陰性膜は第四級アンモニウムか
ら誘導された官能基をもつポリマーで製造された膜であ
る。
【００１３】
【実施例１】本実施例においては、Raipore R-4010陽性
膜及びRaipore R-1030陰性膜を用いた。陽性膜を下記連
続段階を含む処理に供した： - １モルの塩酸水溶液に室温で約１５分間浸漬し； - 三塩化クロム６水和物酸性水溶液（１リットル当たり
３００ｇの三塩化クロム６水和物及び５０ｇの塩酸を含
む）に室温で２４時間浸漬し； - 脱イオン水糟に室温で１５分間浸漬して洗浄し； - １モルの水酸化リチウム水溶液に７０℃で１５分間浸
漬し； - 脱イオン水糟に室温で２、３秒間浸漬して洗浄する。
更に、陰性膜を脱イオン水糟に室温で１時間浸漬させ
た。陽性膜及び陰性膜の各処理の完了時に、湿潤状態及
び低圧で両性膜を形成するように相互に付着した。
膜及びRaipore R-1030陰性膜を用いた。陽性膜を下記連
続段階を含む処理に供した： - １モルの塩酸水溶液に室温で約１５分間浸漬し； - 三塩化クロム６水和物酸性水溶液（１リットル当たり
３００ｇの三塩化クロム６水和物及び５０ｇの塩酸を含
む）に室温で２４時間浸漬し； - 脱イオン水糟に室温で１５分間浸漬して洗浄し； - １モルの水酸化リチウム水溶液に７０℃で１５分間浸
漬し； - 脱イオン水糟に室温で２、３秒間浸漬して洗浄する。
更に、陰性膜を脱イオン水糟に室温で１時間浸漬させ
た。陽性膜及び陰性膜の各処理の完了時に、湿潤状態及
び低圧で両性膜を形成するように相互に付着した。
【００１４】このようにして得られた両性膜の性能を評
価するために、垂直に配置した試験されるべき両性膜と
両性膜の両側に垂直に配置した２枚のNafion登録商標(D
upont)陽性膜で４連続室に仕切られた電気化学測定セル
を利用した。ニッケル陽極と陰極をセルの２端の室に各
々配置した。両性膜をその陰性面が陰極を向くようにセ
ル内に配置した。0.１０重量％の水酸化ナトリウム溶液
を２端の室に入れた。１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を両
性膜の陰性膜面を含む中央室に入れ、１Ｍ塩酸溶液を両
性膜の陽性面を含む中央室に入れた。セル室を室温に維
持した。セルの陰極及び陽極を、セル内に１０ｋＡ／m2
両性膜の表面積の電流を生じるように調整された電源の
端末につなげた。両性膜の２面間の電位差をLugginプロ
ーブで測定した。この電位差は0.９５〜1.０５Ｖで安定
した。
価するために、垂直に配置した試験されるべき両性膜と
両性膜の両側に垂直に配置した２枚のNafion登録商標(D
upont)陽性膜で４連続室に仕切られた電気化学測定セル
を利用した。ニッケル陽極と陰極をセルの２端の室に各
々配置した。両性膜をその陰性面が陰極を向くようにセ
ル内に配置した。0.１０重量％の水酸化ナトリウム溶液
を２端の室に入れた。１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を両
性膜の陰性膜面を含む中央室に入れ、１Ｍ塩酸溶液を両
性膜の陽性面を含む中央室に入れた。セル室を室温に維
持した。セルの陰極及び陽極を、セル内に１０ｋＡ／m2
両性膜の表面積の電流を生じるように調整された電源の
端末につなげた。両性膜の２面間の電位差をLugginプロ
ーブで測定した。この電位差は0.９５〜1.０５Ｖで安定
した。
【００１５】
【実施例２】Raipore R-4010陽性膜及びRaipore R-4030
陰性膜を用いて、実施例１の試験を繰り返した。実施例
１と同様の方法及び条件下で両性膜の２面間の電位差を
測定した。電位差は0.９３〜0.９９Ｖで安定した。
陰性膜を用いて、実施例１の試験を繰り返した。実施例
１と同様の方法及び条件下で両性膜の２面間の電位差を
測定した。電位差は0.９３〜0.９９Ｖで安定した。
【００１６】
【実施例３】本実施例においても、Raipore R-4010陽性
膜及びRaipore R-4030陰性膜を用いた。陽性膜及び陰性
膜を実施例２で陽性膜に用いた処理に供した。実施例１
と同様の方法及び条件下で両性膜の２面間の電位差を測
定した。電位差は1.００〜1.０６Ｖで安定した。
膜及びRaipore R-4030陰性膜を用いた。陽性膜及び陰性
膜を実施例２で陽性膜に用いた処理に供した。実施例１
と同様の方法及び条件下で両性膜の２面間の電位差を測
定した。電位差は1.００〜1.０６Ｖで安定した。
【００１７】
【比較例１】水酸化リチウム水溶液を水酸化ナトリウム
水溶液に置き換えた以外は実施例３の試験の条件をすべ
て繰り返した。両性膜の２面間の電位差は平均値1.８１
Ｖで安定した。実施例３と比較例１を比べると、本発明
で提案された利点が明らかである。
水溶液に置き換えた以外は実施例３の試験の条件をすべ
て繰り返した。両性膜の２面間の電位差は平均値1.８１
Ｖで安定した。実施例３と比較例１を比べると、本発明
で提案された利点が明らかである。
【００１８】
【実施例４】陽性膜を該モル塩酸水溶液に浸漬する以外
は実施例２の試験の条件をすべて繰り返した。両性膜の
２面間の電位差は平均値0.９７Ｖで安定した。
は実施例２の試験の条件をすべて繰り返した。両性膜の
２面間の電位差は平均値0.９７Ｖで安定した。
【００１９】
【実施例５】実施例２〜４及び比較例１のように、Raip
ore R-4010陽性膜及びRaipore R-4030陰性膜を用いた。
陽性膜を下記連続段階を含む処理に供した： - 三塩化クロム６水和物塩基性水溶液（１リットル当た
り５０ｇの三塩化クロム６水和物及び２モルの水酸化リ
チウムを含む）に室温で２４時間浸漬し； - 脱イオン水糟に室温で１５分間浸漬して洗浄し； - １モルの水酸化リチウム水溶液に７０℃で１５分間浸
漬し； - 脱イオン水糟に室温で２、３秒間浸漬して洗浄する。
更に、陰性膜を脱イオン水糟に室温で１時間浸漬させ
た。陽性膜及び陰性膜の各処理の完了時に、湿潤状態及
び低圧で両性膜を形成するように相互に付着した。実施
例１で記載した方法で、両性膜の２面間の電位差を測定
した。電位差は平均値0.８５Ｖであった。
ore R-4010陽性膜及びRaipore R-4030陰性膜を用いた。
陽性膜を下記連続段階を含む処理に供した： - 三塩化クロム６水和物塩基性水溶液（１リットル当た
り５０ｇの三塩化クロム６水和物及び２モルの水酸化リ
チウムを含む）に室温で２４時間浸漬し； - 脱イオン水糟に室温で１５分間浸漬して洗浄し； - １モルの水酸化リチウム水溶液に７０℃で１５分間浸
漬し； - 脱イオン水糟に室温で２、３秒間浸漬して洗浄する。
更に、陰性膜を脱イオン水糟に室温で１時間浸漬させ
た。陽性膜及び陰性膜の各処理の完了時に、湿潤状態及
び低圧で両性膜を形成するように相互に付着した。実施
例１で記載した方法で、両性膜の２面間の電位差を測定
した。電位差は平均値0.８５Ｖであった。
【００２０】
【比較例２】下記相違点を加えて、実施例５の試験を繰
り返した。 - ５０ｇの三塩化クロム６水和物及び２モルの水酸化ナ
トリウムを含む水溶液を三塩化クロム塩基性溶液に用い
る； - 該モルの水酸化リチウム溶液を１モルの水酸化ナトリ
ウム溶液に置き換える。両性膜の２面間の電位差は平均
値1.５Ｖで安定した。
り返した。 - ５０ｇの三塩化クロム６水和物及び２モルの水酸化ナ
トリウムを含む水溶液を三塩化クロム塩基性溶液に用い
る； - 該モルの水酸化リチウム溶液を１モルの水酸化ナトリ
ウム溶液に置き換える。両性膜の２面間の電位差は平均
値1.５Ｖで安定した。
【００２１】
【比較例３】本実施例においては、陽性膜及び陰性膜を
比較例２で陽性膜に用いた処理に供した。両性膜の２面
間の電位差は平均値0.９０Ｖであった。実施例５と比較
例２及び３とを比べると、本発明で提案された改良が明
らかである。
比較例２で陽性膜に用いた処理に供した。両性膜の２面
間の電位差は平均値0.９０Ｖであった。実施例５と比較
例２及び３とを比べると、本発明で提案された改良が明
らかである。
Claims (10)
- 【請求項１】 両性膜の製造方法であって、陽性膜を多
価金属化合物及びアルカリ金属水酸化物水溶液で処理
し、次に陰性膜に並列接合する方法であって、該アルカ
リ金属水酸化物が水酸化リチウムを含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 陽性膜をまず多価金属化合物で処理し、
次にアルカリ金属水酸化物水溶液で処理し、該溶液が実
質的に多価金属化合物含まないことを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 アルカリ金属水酸化物が少なくとも９０
モル％の水酸化リチウムを含むことを特徴とする請求項
１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 多価金属がクロムを含むことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 陽性膜を多価金属化合物で処理するため
に、該化合物の水溶液と接触させることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 多価金属化合物が塩基性溶液であること
を特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 塩基性溶液が少なくともｐＨ１２を有す
るアルカリ金属水酸化物水溶液であることを特徴とする
請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 多価金属化合物の水溶液が１リットル当
たり少なくとも0.１モルの該化合物を含むことを特徴と
する請求項６又は７記載の方法。 - 【請求項９】 陽性膜と陰性膜を並列接合する前に、陰
性膜を実質的に脱イオン水で洗浄することからなる処理
に供することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項１０】 アルカリ金属塩水溶液の電気透析によ
るアルカリ金属水酸化物水溶液の製造方法であって、電
気透析が請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によ
って得られた両性膜の存在下に行われる方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE09300351 | 1993-04-08 | ||
| BE9300351A BE1006940A6 (fr) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Procede de fabrication d'une membrane bipolaire et procede de fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de metal alcalin. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322572A true JPH06322572A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3339961B2 JP3339961B2 (ja) | 2002-10-28 |
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ID=3886961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06848494A Expired - Fee Related JP3339961B2 (ja) | 1993-04-08 | 1994-04-06 | 両性膜及びアルカリ金属水酸化物水溶液の製造方法 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5380413A (ja) |
| EP (1) | EP0628594B1 (ja) |
| JP (1) | JP3339961B2 (ja) |
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| AU (1) | AU670671B2 (ja) |
| BE (1) | BE1006940A6 (ja) |
| BR (1) | BR9401441A (ja) |
| CA (1) | CA2120582C (ja) |
| CZ (1) | CZ285985B6 (ja) |
| DE (1) | DE69408898T2 (ja) |
| ES (1) | ES2116519T3 (ja) |
| FI (1) | FI106437B (ja) |
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| IT1269982B (it) * | 1994-09-20 | 1997-04-16 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di una membrana bipolare e procedimento di preparazione di una soluzione acquosa di un idrossido di un metalloalcalino mediante elettrodialisi |
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-
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