MXPA01005629A - Metodos para preparar o purificar hidroxidos de onio mediante electrodiali - Google Patents
Metodos para preparar o purificar hidroxidos de onio mediante electrodialiInfo
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Abstract
Métodos para preparar o purificar hidróxidos de onio de los elementos N. S o P por electrodiálisis involucran un aparato de electrodiálisis que comprende una o más unidades de celda, cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de an1ón, y una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión se localizan en el lado delánodo entre la Ultima membrana selectiva de anión y eláno
Description
MÉTODOS PARA PREPARAR O PURIFICAR HIDRÓXIDOS DE ONIO MEDIANTE ELECTRODIÁLISIS La presente invención se refiere a métodos para preparar o purificar hidróxidos de onio de los elementos N, S o P por electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis que comprende una o más unidades de celda, cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión. Compuestos de onio estables o al menos substancialmente estables, es decir los compuestos onio de los elementos N, S y P, juegan una parte principal en muchos campos de síntesis o análisis químicos. Los compuestos onio de nitrógeno en particular, es decir los compuestos de amonio cuaternario, cubren un amplio espectro de aplicaciones. Los hidróxidos de amonio cuaternarios, por ejemplo hidróxido de tetrametil amonio (TMAH) e hidróxido de tetraetil amonio (TEAH) son fuertes bases orgánicas que se han conocido por muchos años. Estos hidróxidos de amonio cuaternarios han encontrado numerosas aplicaciones, por ejemplo para la titulación de ácidos en solventes orgánicos o como electrólitos en polarografía . Sol ciones acuosas de hidróxidos de amonio cuaternarios, especialmente de TMAH, a menudo se emplean como reveladores para substancias protectoras fotosensibles en circuitos impresos y en fabricación de lascas o circuitos integrados.
A menudo sin embargo la aplicación particular demanda que además de los hidróxidos de amonio anteriormente mencionados, disponibles industrialmente en una gran escala, aquellos que transportan substituyentes orgánicos más grandes sean utilizados, por ejemplo cuando se emplean como catalizadores de transferencia de fase o en la producción de zeolitas. Muchas aplicaciones aún más, requieren que los hidróxidos de amonio sean de alta pureza, por ejemplo para evitar la formación de sub-productos o cualquier contaminación de elementos semiconductores. La alta pureza demandada se refiere a niveles residuales de haluros, sulfatos, carbonatos y semejantes, por ejemplo en la fabricación de elementos semiconductores. Si se utilizan hidróxidos de amonio en la preparación de zeolitas, la alta pureza se relaciona particularmente a un nivel de ion de metal alcalino tan bajo como sea posible. Diversos métodos para preparar hidróxidos de amonio cuaternarios tales como TMAH, TEAH o TPAH ya son conocidos. En general, los hidróxidos de amonio cuaternarios se preparan por electrólisis de una sal de un compuesto de amonio cuaternario en una celda electroquímica que incluye una o más membranas capaces de intercambiar cationes. Las sales de amonio cuaternarias usualmente empleadas en estos procesos comprenden haluros,
carboxilatos, carbonatos y sulfatos. WO 98/09002 describe la preparación de hidróxidos de onio en una celda electroquímica. Esta publicación describe un proceso de electrodiálisis que emplea una unidad de celda que incluye cuatro volúmenes, la unidad de celda se define por una membrana bipolar del lado de ánodo, una primer membrana que divide la celda y una segunda membrana que divide la celda. Se describen en detalle estructuras de celda que incluyen diversos montajes de membranas bipolares, cada uno que comprende una membrana selectiva de anión y una o más membranas selectivas de catión, como divisores de celdas. EP 0 824 346 describe un método para purificar compuestos hidroxi en una celda electroquímica, en donde la unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana catiónica. También se describen montajes de celdas que además de la celda basada en dos membranas, incluyen adicionalmente membranas, membranas aniónicas como una regla. WO 98/44169 se refiere a un método para preparar hidróxido de onio a partir de una sal de onio conveniente y purificar estos hidróxidos de onio. Entre otras se describe un montaje de celdas electroquímicas, que utilizan al menos una primer celda electroquímica y una segunda celda electroquímicao . El primer tipo de celdas
electroquímicas incluye una membrana bipolar y al menos un delimitador de celda adicional, ejemplos posibles de al menos un delimitador de celda adicional incluyen una barrera de difusión microporosa no iónica tal como un tamiz, filtro, diafragma, etc. o un delimitador de celda iónica tal como una membrana selectiva catiónica. La segunda celda electroquímica puede incluir una o más membranas bipolares y uno o más divisorios de celda, membranas selectivas de catión y membranas selectivas de anión que se especifican por estar también dentro del alcance de la invención. De acuerdo con la descripción de patente, el segundo montaje de celda sirve al propósito de retirar cantidades indeseables de ácido de la solución que se alimentó originalmente al circuito. El uso de una unidad de electrodiálisis en donde una celda unitaria incluye una membrana bipolar y una aniónica, con una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión localizada en el lado del ánodo entre la última membrana selectiva de anión y el ánodo con el propósito de preparar hidróxidos de onio, no se describe en la publicación. J.R. Ochoa, Gómez y M. Tarancon Estrada, en Journal of Applied Electrochemistry (Revista de Electroquímica Aplicada), 21, (1991), Short Communication (Breve Comunicación) , describe la síntesis de hidróxidos de amonio cuaternarios en una celda electrolítica que incluye
una membrana de intercambio de aniones . Mediante el procedimiento descrito en la publicación, se obtienen hidróxidos de amonio cuaternarios que aún incluye un alto contenido de haluro. US-A 4 578 161 describe un método para preparar hidróxidos de amonio cuaternario, mediante electrólisis, que utiliza una celda electrolítica que incluye una membrana de intercambio aniónico. Las soluciones de hidróxidos de amonio cuaternarios obtenidas por el método descrito igualmente se distinguen por un alto contenido de bromuro residual . US-A 5 286 354 igualmente se refiere a un método para preparar hidróxidos y alcóxidos inorgánicos por electrólisis. El método descrito se relaciona al uso de una celda electrolítica en donde los volúmenes que contienen el electrodo respectivo, se separan por una membrana de intercambio de aniones. Las soluciones de hidróxidos inorgánicos que se obtienen por el método descrito tienen muy altos contenidos de bromuro residual. Como una regla en procesos de electrodiálisis se llevan a cabo utilizando más de solo una unidad de celda, un diseño complejo de una unidad de celda, a menudo descrito en la técnica previa, resulta en un sistema costoso y tendiente a falla, dependiendo del número de unidades de celda empleadas en el aparato de
electrodiálisis. Por lo tanto es conveniente el mantener la complejidad de la unidad de celda lo más bajo posible, para mantener bajos los costos del aparato de electrodiálisis y su estabilidad, al nivel más alto posible. Otra desventaja de los sistemas y aparato de electrodiálisis conocidos de la técnica previa es que los voluminosos iones onio, por ejemplo iones de amonio cuaternario, tienen que pasar a través de una membrana selectiva de catión durante el proceso de electrodiálisis. Dado el tamaño de poros limitado de esta membrana, no es posible utilizando el método de la técnica el preparar hidróxido de onio cuyos cationes son voluminosos. Hasta la fecha, la preparación de estos hidróxidos de onio por lo tanto requiere un diseño de celda complejo que tiene un impacto adverso en la confiabilidad del aparato de electrodiálisis y de la viabilidad económica de este método de preparación. Aún más, las estructuras de celda conocidas de la técnica previa tienen una desventaja adicional en que las corrientes de material que contiene el producto están en contacto directo con el ánodo o el cátodo. Este contacto puede resultar en la formación de impurezas en las corrientes de material y en una vida útil de servicio reducida del material de ánodo o cátodo. Por lo tanto, un objetivo de la presente
invención es proporcionar un método para preparar hidróxidos de onio y un método para purificarlos, que asegura un diseño simple de una unidad de celda, permite la preparación de hidróxidos de onio que tienen cationes voluminosos y aún más incrementa la vida útil de servicio del material de ánodo y cátodo mientras que al mismo tiempo logra corrientes de material que comprenden un bajo nivel de impurezas. Este objetivo se logra de acuerdo con la invención por un método que involucra la conversión, mediante un proceso de electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis de una sal de un compuesto onio en el hidróxido de onio, una unidad de celda del aparato de electrodiálisis comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión, con una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión ubicada en el lado del ánodo entre la última membrana selectiva de anión y el ánodo. La invención por lo tanto se refiere a un método para preparar hidróxidos de onio de los elementos N, S o P por electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis que incluye un ánodo, un cátodo y una o más unidades de celda, cada una que comprende un circuito de ácido y un circuito base, en donde una solución de una sal onio de la fórmula
(I)
en donde M es N, S o P; R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente del otro, es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático lineal o ramificado, saturado o insaturado que tiene de aproximadamente 1 a 20 átomos de carbono, o dos de los radicales R1 a R4 en conjunto con M forman un anillo heterocíclico, Xn~ es un anión n-valente y n es un número de 1 a 4, Se introduce en el circuito base de una unidad de celda y somete a electrodiálisis, en donde cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión y una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión se localiza en el lado del ánodo entre la última membrana selectiva de anión y el ánodo. En una modalidad preferida de la presente invención, M es nitrógeno (N) . Cada uno de los radicales R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente del otro, es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático lineal o
ramificado, saturado o insaturado que tiene de aproximadamente 1 a 20 áto,mos de carbono. Ejemplos de estos radicales son metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, ter-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, isooctilo, nonilo, decilo, isodecilo, dodecilo, tridecilo, isotridecilo, hexadecilo y octadecilo. R1, R2, R3 y R4 además pueden substituirse por grupos funcionales. Ejemplos de estos grupos funcionales son grupos hidroxi o éster . Ejemplos de radicales substituidos con hidroxi R1 a R4 son hidroxietilo, hidroxipropilo, hidroxibutilo, hidroxipentilo y homólogos superiores de los mismos y sus isómeros . En una modalidad preferida de la presente invención, R1 a R4 cada uno independientemente entre sí, son grupos alquilo que tienen de aproximadamente 1 a 10 átomos de carbono y especialmente radicales alquilo lineales o ramificados que tienen de aproximadamente 2 a 5 átomos de carbono. En una modalidad preferida de la invención, R1 a R4 cada uno independientemente del otro son propilo, isopropilo o butilo. Los radicales R1 a R4 como se definió anteriormente pueden transportar adicionalmente substituyentes alcoxi. Ejemplos de estos radicales R1 a R4 son etoxietilo, butoximetilo, butoxibutilo y semejantes.
X en la fórmula (I) es un anión n-valente, de preferencia un anión de un ácido de Brónsted. En una modalidad preferida de la invención, X es F, Cl , Br, I, S04 R5S04, HS04, C03, HCO3, R5C03 o R5C02 o una mezcla de dos o más de estos en donde R5 es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, lineal o ramificado, saturado o insaturado con 1 a 20 átomos de carbono . En una modalidad preferida adicional X es un anión del grupo que consiste de halógenos, especialmente Cl y Br . Ejemplos de sales onio de la fórmula (I) que pueden emplearse dentro del alcance de la presente invención incluyen cloruro de tetrametil amonio, bromuro de tetrametilamonio, cloruro de tetraetil amonio, bromuro de tetraetilamonio, cloruro de tetrapropilamonio, bromuro de tetrapropilamonio, bromuro de tetra-n-octilamonio, cloruro de tetraisopropilamonio, bromuro de tetraisopropilamonio, cloruro de trimetilhidroxietilamonio, cloruro de trimetilmetoxietilamonio, cloruro de tripropilhidroxietilamonio, cloruro de tripropilmetoxietilamonio, cloruro de triisopropil-hidroxietilamonio, cloruro de triisopropilmetoxietilamonio, cloruro de dimetildihidroxietilamonio, cloruro de metiltrihidroxietilamonio, cloruro de feniltrimetilamonio,
cloruro de feniltriet ilamonio , cloruro de benziltrimetilamonio, cloruro de benziltrietilamonio, bromuro de dimetilpirrolidonio, bromuro de dimetilpiperidinio, bromuro de diisopropilimidazolinio, bromuro de N-alquilpiridinio y semejantes. Igualmente pueden emplearse los correspondientes sulfatos, carbonatos, fosfatos y carboxilatos de amonio cuaternario. Ejemplos de haluros de fosfonio cuaternarios como se describe por la fórmula (I) y capaces de utilizarse dentro del alcance de la presente invención incluyen bromuro de tetra-metilfosfonio , bromuro de tetraetilfosfonio, bromuro de tetrapropilfosfonio, bromuro de tetrabutilfosfonio , bromuro de t r ime t i 1 hi droxie t i 1 f os f onio , bromuro de dime t i ldihidroxie t i 1 f os f onio , bromuro de me t i 11 r ihidroxie t i 1 f os f onio , bromuro de feniltrimetilfosfonio, bromuro de feniltrietilfosfonio o bromuro de benciltrimetilfosfonio . Igualmente capaces de ser utilizados son los compuestos anteriormente mencionados en donde el anión presente es un anión previamente mencionado en el contexto de la descripción de la fórmula (I) . En una modalidad preferida de la presente invención, la sal onio empleada es bromuro de tetrapropilamonio.
El método de acuerdo con la invención se implementa en aparatos de electrodiálisis que comprenden una multiplicidad de membranas delgadas. Aparatos de electrodiálisis usualmente son de la construcción del tipo pila. Esta pila como una regla, comprende electrodos
(ánodos y cátodos) en ambos extremos de la pila y una serie de membranas y sellos que forman una multiplicidad de volúmenes separados que se separan entre sí por las membranas. A menudo, los volúmenes que contienen los electrodos se llenan con fluidos de electrólito que usualmente se refieren como anolito y católito. La pila entre los electrodos a menudo incluye una multiplicidad de montajes de membrana repetitivos. Una secuencia de membranas sencilla que repite un número de veces por cada pila, se refiere usualmente, en especial dentro del contexto de la presente descripción, como una unidad de celda. Esta unidad de celda como una regla tiene una pluralidad de volúmenes paralelos entre las membranas individuales que forman la unidad de celda. Una solución a someterse a electrodiálisis se alimenta en, como una regla, a través de una cantidad de alimentadores, el número se define por el número de los volúmenes de las unidades de celda de todas las pila. Pilas que forman la totalidad del aparato de electrodiálisis por ejemplo pueden incluir solo un tipo de unidad de celda, pero en forma alterna una
cantidad de diferentes tipos de unidades de celdas pueden estar presentes en cada pila. Un aparato de electrodiálisis como se emplea en el alcance de la presente invención incluye una o más unidades de celda de diseño particularmente simple. El número M de las unidades de celda empleado por aparato de electrodiálisis puede ser de hasta aproximadamente 1000, que es entre aproximadamente 50 y aproximadamente 150 en una modalidad preferida de la presente invención, por ejemplo de aproximadamente 100. Una unidad de celda empleada en el alcance del método de la invención comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión. Las membranas bipolares incluyen una capa selectiva de anión y una selectiva de catión de un material de intercambio de iones . De manera tal que para poder disociar agua, las capas de la membrana bipolar deben orientarse de manera tal que la capa de membrana selectiva de anión se sitúe hacia el ánodo y la capa de membrana selectiva de catión se sitúe hacia el cátodo. Si una corriente circula a través de este montaje, una capa de agua situada entre las dos membranas de la membrana bipolar se disocia en iones hidroxilo en el lado del ánodo y protones en el lado del cátodo. Un componente adicional de la unidad de celda
está en la forma de una membrana selectiva de anión. La membrana selectiva de anión se coloca entre la membrana bipolar y el ánodo, es decir en el lado del ánodo respecto a la membrana bipolar. La Figura 1 ilustra el diseño de una unidad de celda empleada en el método de acuerdo con la invención. Generados por la disociación de agua por una membrana bipolar (1) en el campo eléctrico situado entre el cátodo (2) y ánodo (3) , están iones H+ y 0H . En el lado del ánodo respecto a la membrana bipolar está una membrana de intercambio de aniones (4) que es permeable a los aniones X". El volumen ubicado entre la membrana bipolar y la membrana de intercambio de aniones ahora se carga con la sal onio MX (5) . Durante el proceso de electrodiálisis, el anión X" migra en el campo eléctrico entre el cátodo (2) y ánodo (3) a través de la membrana de intercambio de aniones hacia el ánodo. El catión M+ se retiene por la membrana de intercambio de aniones. Conforme progresa la electrodiálisis, los únicos contraiones restantes para M+ encontrados en el volumen entre la membrana bipolar (1) y la membrana de intercambio de aniones (4) son iones OH". El volumen circunscrito por la membrana bipolar (1) y la membrana de intercambio de aniones (4) también se refiere como "circuito base" dentro del contexto de la presente descripción.
En el lado del ánodo respecto a la membrana de intercambio de aniones, el anión X" es capaz de coordinar con un protón generado en la membrana bipolar (1) de la siguiente unidad de celda. De acuerdo con la invención, como se ilustra en la Figura 1, una membrana bipolar adicional (8) se inserta entre la última membrana de intercambio de anión del lado del ánodo (4) y el ánodo (3) . Esto sirve para proteger el ánodo contra corrosión y para evitar contaminación química. El volumen (7) formado por la membrana de intercambio de aniones (4) y una membrana bipolar subsecuente (1 u 8) se refiere como "circuito ácido" dentro del contexto de la presente descripción. Los volúmenes situados entre el cátodo (2) y ánodo (3) y la membrana bipolar siguiente respectiva (1 u 8) se refieren como católito (9) y anolito (10) . El número m es el número de unidades de celda circunscritas en claudatores en la Figura 1. La Figura 2 muestra una unidad de celda adicional empleada dentro del contexto de una modalidad preferida en el método de acuerdo con la invención. En contraste con la estructura de celda descrita en la Figura 1, la membrana bipolar (8) está ausente, y están presentes membranas limitantes en el lado del cátodo y el lado de ánodo en la forma de una membrana de intercambio de cationes (11) y (12), respectivamente. El montaje de membrana descrito en
la Figura 2 está en contacto directo de compuestos en el circuito denotado por (7) con el ánodo y el cátodo, respectivamente, de esta manera permitiendo que se eviten reacciones secundarias o contaminación indeseable de los electrodos . En una modalidad preferida de la invención, el cátodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado del cátodo por una membrana selectiva de catión. En una modalidad preferida adicional de la invención, el ánodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado de ánodo por una membrana selectiva de catión e igualmente el cátodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado del cátodo por una membrana selectiva de catión. Dentro del alcance del método de acuerdo con la invención, una solución de una sal onio MX (5) luego se introduce al circuito base de las unidades de celda presentes en el aparato de electrodiálisis. La electrodiálisis se lleva a cabo a una densidad de corriente de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 A/dm2, particularmente de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 A/dm2. La temperatura durante la electrodiálisis es
aproximadamente 20 a aproximadamente 60 °C, en particular 30 a aproximadamente 50 °C, por ejemplo aproximadamente 40°C. El método de acuerdo con la invención usualmente se emplea como un método por lotes . Esto involucra llevar a la cabo la electrodiálisis sobre un periodo de aproximadamente 12 a 100 horas, en particular de aproximadamente 20 a aproximadamente 60 horas. Al hacerlo, la conductividad e intensidad de corriente pueden permanecer constantes sobre todo el tiempo de operación, aunque es igualmente posible para el método de acuerdo con la invención que se implemente utilizando parámetros que pueden variar durante el tiempo de operación o de corrida. La sal onio MX es como una regla, alimentada desde el circuito base hacia adelante en la forma de una solución de un solvente prótico o una mezcla de dos o más solventes próticos. Ejemplos de solventes próticos convenientes incluyen agua o alcoholes tales como metanol, etanol, propanol, butanol y semejantes. Cuando sea apropiado, el solvente empleado puede ser una mezcla de agua y un compuesto que transporta OH soluble en agua o de una mezcla de dos o más de estos compuestos. La concentración de la sal onio alimentada en el solvente prótico de la mezcla de dos o más solventes
próticos es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 70% en peso, de preferencia aproximadamente 1 a aproximadamente
60% en peso. En una modalidad preferida de la presente invención, la concentración es de aproximadamente 5 a 40% en peso, por ejemplo aproximadamente 10, 15 o 20% en peso. El circuito anolito y el circuito católito por ejemplo pueden llenarse con agua o el solvente empleado para la sal onio, aunque ha demostrado ser ventajoso para ambos circuitos el cargarse con un ácido de Brónsted, por ejemplo una solución de ácido sulfúrico que tiene una concentración de aproximadamente 1 a 10% en peso. Para ajustar la conductividad de una modalidad preferida de la invención, el circuito ácido se carga con una solución que tiene una concentración de aproximadamente 0.1 a 1% en peso de un ácido HY, en donde Y puede ser cualquier anión de un ácido de Brónsted, pero en una modalidad preferida de la presente invención es el anión X de la sal onio de MX . Adecuadas como membranas bipolares son todas las membranas comercialmente disponibles tales como BP-1 (fabricado por Tokuyama Corp.) O los tipos preparados en una base de polisulfona por Aqualytics. Las membranas de intercambio de aniones empleadas igualmente pueden ser de cualquier tipo conocido. En una modalidad preferida de la presente invención, los tipos
Necsepta AM3 , ACLE-SP, AMH o AHA-2 (fabricadas por Tokuyama Corp.) o Selemion AMH o AMP (fabricadas por Asahi Glass) o membranas Ionac de la serie MA, por ejemplo. MA 3148, 3236 o 3475 (fabricadas por SYBRON) . Las membranas de aintercambio de cationes pueden ser de cualquier tipo usual. Dentro del alcance de una modalidad preferida, las membranas CMH, CMX, C66-10F (fabricadas por Tokuyama Corp.) o membranas de la serie NAFION, por ejemplo 117, 350 o 450, (fabricadas por DuPont) se emplean. Una gran cantidad de materiales pueden emplearse como materiales de ánodo. Por ejemplo, ánodos de metal, tales como electrodos revestidos con titanio, tantalio, circonio, hafnio o sus aleaciones pueden ser empleados. En general, los ánodos transportan una película catalítica no pasivable que contiene metales nobles tales como platino, iridio, rodio o aleaciones de los mismos o una mezcla de óxidos eléctricamente conductores, al menos uno de los óxidos comprende un metal noble tal como platino, iridio, rutenio, paladio o rodio. Los cátodos igualmente pueden incluir cualquier material conductor. De preferencia, el material conductor es estable bajo las condiciones predominantes, y el cátodo incluye un material que tiene un pequeño sobrepotencial con respecto a generación de hidrógeno. Ejemplos de materiales
que pueden emplearse como cátodos comprenden acero inoxidable, níquel, titanio, grafito o hierro. El método de la invención descrito en el contexto de la presente descripción puede utilizarse para la preparación de sales onio de los elementos N, S y P. Una aplicación posible adicional sin embargo, es someter hidróxidos de onio de estos elementos a purificación. Para este objetivo, el circuito base de la unidad de celda se carga con una solución apropiada de un hidróxido de onio que contiene impurezas que pueden disociarse en agua y someterse a electrodiálisis. La invención por lo tanto también se refiera un método para purificar hidróxidos de onio de los elementos N, S o P por electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis que comprende un ánodo, un cátodo y una o más unidades de celda, cada una que incluye un circuito ácido y un circuito base en donde una solución de un hidróxido de onio de la fórmula I que contiene impurezas que pueden disociarse en agua, en donde en la fórmula (I) es N, S o P; R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente del otro, es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, lineal o ramificado, saturado o insaturado que tiene de aproximadamente 1 a 20 átomos de carbono X es OH y N es el número 1, se introduce en el circuito base de la unidad de celda y se somete a electrodiálisis, en donde
cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión, una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión se localiza en el lado del ánodo entre la membrana selectiva de anión y el ánodo. La invención se explica a continuación mediante ejemplos adicionales: EJEMPLOS Ejemplo 1 En una celda de electrodiálisis de tres circuitos que corresponde a la Figura 2, que consiste de un ánodo de óxido nítrico de rutenio, un cátodo de acero y 5 unidades de celda, membranas bipolares (tipo polisulfona Aqualytics) , membranas de intercambio de aniones (ACLE-SP Tokuyama Corp.) y membranas de intercambio de cationes (C66-10F, Tokuyama Corp.), el circuito base se carga con una solución de bromuro de tetrapropilamonio al 10% en peso. El circuito ácido se carga con una solución hBr de concentración de 0.6%, mientras que se hace circular una solución de ácido sulfúrico con concentración del 5% en el circuito de anolito y católito. La temperatura en todos estos circuitos fue 40°C. A una intensidad de corriente de 8 A/dm2, y una conductividad de 100 mS en el circuito ácido, se obtiene una solución de hidróxido de tetrapropilamonio con concentración de 8.74% con un contenido de bromuro residual de 27 ppm. El contenido de ion Na y K residual
fue de < 1 ppm. Ejemplo 2 Bajo condiciones idénticas a aquellas en el ejemplo 1, pero a 5.7 A/dm2, una solución de hidróxido de tetrapropilamonio con concentración de 8.50% con un contenido de bromuro residual de 20 ppm, se obtiene. El contenido de iones Na y K residual < 1 ppm. Ejemplo 3 Bajo condiciones idénticas a aquellas en el ejemplo 1, una solución de bromuro de tetrabutilamonio con concentración de 10% en peso, se electrodializó . A una intensidad de corriente de 8 A/dm2, solución de hidróxido de tetrabutilamonio con concentración de de 8.50% con un contenido de bromuro residual de 20 ppm, se obtiene.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES 1. - Un método para preparar hidróxidos de onio de los elementos N, S o P por electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis que incluye un ánodo, un cátodo y una o más unidades de celda cada una que comprende un circuito de ácido y un circuito base, en donde una solución de una sal onio de la fórmula I en donde M es N, S o P; R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente entre sí, es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, lineal o ramificado, saturado o insaturado, que está sin substituir o que puede estar substituido por grupos funcionales y tiene de 1 a 30 átomos de carbono o dos de los radicales R1 a R4 junto con M forman un anillo heterocíclico, Xn" es un anión n-valente y n es un número de 1 a 4 , se introduce en el circuito base de la unidad de celda y somete a electrodiálisis, en donde cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión, y una membrana bipolar o una membrana selectiva de catión se localizan en el lado del ánodo entre la última membrana selectiva de anión y el ánodo y el cátodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado del cátodo por una membrana selectiva de catión.
- 2. - Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente entre sí, son un radical alifático, lineal o ramificado que tiene 1 a 4 átomos de carbono.
- 3. - Método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque X es el anión de un ácido de Brónsted .
- 4. - Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque X es F, Cl, Br, I, S04 R5S04, HS04 , C03, HC03 , R5C03 o R5C02 o una mezcla de dos o más de estos y R5 es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, lineal o ramificado, saturado o insaturado que tiene de 1 a 30 átomos de carbono .
- 5. - Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque M es N.
- 6. - Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el ánodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado del ánodo por una membrana selectiva de catión.
- 7. - Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la sal onio se disuelve en un solvente prótico o una mezcla de dos o más solventes próticos.
- 8. - Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sal onio se disuelve en una mezcla de agua y un compuesto que transporta OH soluble en agua o una mezcla de dos o más de estos compuestos.
- 9.- Método para purificar hidróxidos de onio de los elementos N, S o P por electrodiálisis en un aparato de electrodiálisis que incluye un ánodo, un cátodo y una o más unidades de celda, cada una que comprende un circuito de ácido y un circuito base, en donde una solución de un hidróxido de onio de la fórmula I contiene impurezas que pueden disociarse en agua, en donde en la fórmula (I) M es N, S o P; R1, R2, R3 y R4 cada uno independientemente entre sí, es un radical alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, lineal o ramificado, saturado o insaturado, que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, X es OH y N es el número 1, se introduce en el circuito base de la unidad de celda y somete a electrodiálisis, en donde cada unidad de celda comprende una membrana bipolar y una membrana selectiva de anión, y otra membrana bipolar o una membrana selectiva de catión se localizan en el lado del ánodo entre la última membrana selectiva de anión y el ánodo, y el cátodo del aparato de electrodiálisis se separa de la primer unidad de celda en el lado del cátodo por una membrana selectiva de catión .
- 10.- Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque se implementa como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
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