PL206721B1 - Sposób wytwarzania membrany bipolarnej - Google Patents
Sposób wytwarzania membrany bipolarnejInfo
- Publication number
- PL206721B1 PL206721B1 PL357745A PL35774501A PL206721B1 PL 206721 B1 PL206721 B1 PL 206721B1 PL 357745 A PL357745 A PL 357745A PL 35774501 A PL35774501 A PL 35774501A PL 206721 B1 PL206721 B1 PL 206721B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- membrane
- group
- metal
- membranes
- solution
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 44
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 38
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 37
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 36
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- -1 transition metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 6
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/445—Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
- C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
- C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
- C08J5/2275—Heterogeneous membranes
- C08J5/2281—Heterogeneous membranes fluorine containing heterogeneous membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206721 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 357745 (51) Int.Cl.
(22) Data zgłoszenia: 13.04.2001 C08J 5/22 (2006.01)
B01D 61/44 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
13.04.2001, PCT/EP01/004334 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
25.10.2001,WO01/79335 (54)
Sposób wytwarzania membrany bipolarnej (73) Uprawniony z patentu:
SOLVAY (SOCIETE ANONYME), Bruksela, BE (30) Pierwszeństwo:
19.04.2000, FR, 00/05133 (43) Zgłoszenie ogłoszono:
26.07.2004 BUP 15/04 (72) Twórca(y) wynalazku:
ELLENIO MISCHI, Rosignano Solvay, IT DAVIDE MANTIONE, Bahia Blanca, AR ALESSANDRA PASTACALDI,
Rosignano Solvay, IT
LUC BOTTE, Rosignano Solvay, IT (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.09.2010 WUP 09/10 (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Elżbieta Pietruszyńska-Dajewska
PL 206 721 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania membrany bipolarnej.
Membrany bipolarne są elementami składowymi ogniw elektrodialitycznych. Te ostatnie są dobrze znane w dziedzinie, w której są one stosowane, zwłaszcza do wytwarzania kwasów i zasad z wodnych roztworów ich soli. W tym zastosowaniu membrany bipolarne zanurza się w wodnych elektrolitach, w których są one miejscem dysocjacji wody pod działaniem pola elektrycznego. Wysiłki są na ogół skierowane na obniżenie napięcia wymaganego do zdysocjowania wody w membranie bipolarnej.
W procesach stosowanych ogólnie do wytwarzania membran bipolarnych łączy się ze sobą membranę kationową i membranę anionową, które uprzednio poddawano wstępnej obróbce kondycjonującej. Stąd z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 368 924 (UNISEARCH LIMITED) jest znany sposób wytwarzania membrany bipolarnej, w której membranę kationową i membranę anionową poddaje się identycznym obróbkom kondycjonującym, które polegają na doprowadzaniu ich do styczności z wodnym roztworem soli metalu innego niż sód albo potas i z roztworem alkalicznym (na ogół wodnym roztworem wodorotlenku sodu), przy czym membrany odzyskane ze wstępnej obróbki kondycjonującej przykłada się następnie na siebie z utworzeniem membrany bipolarnej.
Sposób znany z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 769 032 różni się od sposobu znanego z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 368 924 tym, że roztwór alkaliczny zastępuje się wodnym roztworem siarczanu albo siarczynu z utworzeniem żelu uwodnionego siarczynu albo siarczanu metalu na powierzchni międzyfazowej dwóch połączonych ze sobą membran.
Ponadto w sposobie znanym z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 769 032 obróbka kationowej i anionowej membrany za pomocą roztworu siarczynu albo siarczanu metalu może być prowadzona niezmiennie przed albo po nałożeniu na siebie wymienionych membran.
Membrany bipolarne otrzymane z zastosowaniem dopiero co opisanych, znanych sposobów wykazują dobrą spójność mechaniczną, umiarkowaną oporność elektryczną i wymagają umiarkowanego napięcia do dysocjowania wody.
Celem wynalazku jest opracowanie membran bipolarnych o lepszych osiągach w porównaniu z membranami wytwarzanymi za pomocą opisanych wyżej, znanych sposobów, a zwłaszcza membran bipolarnych zapewniających niższe napięcie dysocjowania wody.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania membrany bipolarnej, w którym membranę kationową i membranę anionową poddaje się obróbce za pomocą soli metalu, obydwie membrany łączy się ze sobą i przed i/lub po połączeniu ze sobą obydwóch membran, doprowadza się je do styczności z roztworem do obróbki wybranym z wodnych roztworów alkalicznych, wodnych roztworów siarczanów metali i wodnych roztworów siarczynów metali, polegający na tym, że do obróbki membrany kationowej wybiera się sól metalu z grupy 8 układu okresowego pierwiastków wybranego z grupy obejmującej żelazo, kobalt i nikiel, a do obróbki membrany anionowej wybiera się sól metalu przejściowego nie należącego do grupy 8 wybranego z grupy obejmującej chrom, molibden i wolfram, przy czym sól metalu z grupy 8 i sól metalu przejściowego nie należącego do grupy 8 wybiera się z grupy obejmującej azotany i chlorki.
Korzystnie, przed łączeniem ze sobą obydwóch membran, sól metalu z grupy 8 dysperguje się w jednej części roztworu do obróbki, a sól metalu przejściowego dysperguje się w drugiej części roztworu do obróbki, przy czym membranę kationową poddaje się obróbce za pomocą części roztworu do obróbki zawierającego sól metalu z grupy 8, a membranę anionową poddaje się obróbce za pomocą drugiej części roztworu do obróbki.
Korzystnie, roztwór do obróbki jest roztworem siarczanu albo siarczynu metalu alkalicznego.
Korzystniej, roztwór do obróbki jest roztworem siarczanu sodu.
Korzystniej, membranę kationową i membranę anionową poddaje się dojrzewaniu w styczności z roztworem do obróbki.
Korzystnie, sole metali są solami uwodnionymi. W sposobie według wynalazku membrana kationowa jest cienkim nieporowatym arkuszem, który jest selektywnie przepuszczalny dla kationów i nieprzepuszczalny dla anionów. Membrany kationowe, które można stosować w sposobie według wynalazku należy wytwarzać z materiału, który jest obojętny względem kwasowych albo zasadowych roztworów wodnych.
Przykłady membran kationowych, które można stosować w sposobie według wynalazku, obejmują arkusze z fluorowanych polimerów zawierających grupy funkcyjne pochodzące z kwasów sulfonowych, kwasów karboksylowych albo kwasów fosfonowych albo mieszaniny wymienionych grup
PL 206 721 B1 funkcyjnych, przy czym grupy działają jako centra kationowe przytwierdzone do membrany. Przykłady membran kationowych tego rodzaju obejmują membrany znane pod nazwą handlową RAIPORE (PALL RAI) i pod nazwą handlową MORGANE (SOLYAY), a zwłaszcza membrany RAIPORE R-4010, MORGANE CDS i MORGANE CRA.
Membrana anionowa jest cienkim, nieporowatym arkuszem, który jest selektywnie przepuszczalny dla anionów i nieprzepuszczalny dla kationów. Membrany anionowe, które można stosować w sposobie wedł ug wynalazku, są arkuszami utworzonymi z materia ł u polimerycznego, który jest obojętny względem kwaśnych albo zasadowych roztworów wodnych i zawiera czwartorzędowe grupy amoniowe działające jako stałe centra anionowe.
Membrany RAIPORE R-1030, RAIPORE R-4030 i MORGANE ADP są przykładami membran anionowych, które można stosować w sposobie według wynalazku.
Membrany bipolarne są membranami, które mają na jednej stronie licowej właściwości membrany kationowej, a po drugiej stronie licowej właściwości membrany anionowej.
Grubość membrany anionowej i kationowej będzie mieć wpływ na mechaniczne i elektrochemiczne właściwości membrany bipolarnej otrzymanej pod koniec stosowania sposobu według wynalazku. Optymalna grubość membrany będzie wynikać z kompromisu pomiędzy dostateczną wytrzymałością mechaniczną (właściwość, której sprzyjają większe grubości) i niską poprzeczną opornością elektryczną (właściwość, której sprzyjają mniejsze grubości). W praktyce, zarówno membrana kationowa, jak i membrana anionowa mają na ogół grubość większą niż 10 μm, a zwłaszcza co najmniej 20 μm. Membrany mają na ogół grubość mniejszą niż 250 μ^ι i rzadko przekraczają 200 μm, przy czym najodpowiedniejsze grubości wynoszą na ogół od 30 do 150 μm.
W sposobie według wynalazku membranę kationową i membranę anionową poddaje się oddzielnie obróbce za pomocą soli metalu. Zgodnie z wynalazkiem sól metalu z grupy 8 wybiera się do obróbki membrany kationowej, natomiast sól metalu przejściowego nie należącego do grupy 8 wybiera się do obróbki membrany anionowej. Sól metalu jest korzystnie solą rozpuszczalną w wodzie, korzystnie solą nieorganiczną, przy czym szczególnie zaleca się uwodnione sole nieorganiczne, a odpowiednie są chlorki, azotany, siarczany i fosforany.
Obróbka membrany kationowej i membrany anionowej za pomocą soli metali ma na celu zastąpienie przynajmniej części współjonów membran jonami metali z soli metali. Na ogół wysiłki są skierowane na wprowadzenie do każdej z dwóch membran pewnej ilości jonów z soli metali, która wynosi więcej niż 10 i mniej niż 100 mg na m2 pola powierzchni membrany. Brane pod uwagę pole powierzchni jest polem licowej powierzchni membrany (kationowej albo anionowej), która wchodzi w styczność z inną membraną (anionową albo kationową) w membranie bipolarnej, przy czym korzystne są wartości 20 do 100 mg/m2, a zwłaszcza wartości od 25 do 40 mg/m2.
Dogodny środek do obróbki membrany kationowej i anionowej za pomocą soli metali polega na nasycaniu wymienionej licowej powierzchni tych membran wodnym roztworem soli metalu. Membrany można łatwo nasycać drogą zanurzania ich w kąpieli roztworu soli metalu, przy czym do nasycania można oczywiście stosować każdy inny znany i odpowiedni środek. Wodny roztwór soli metalu może być równie dobrze roztworem kwaśnym, roztworem zasadowym albo roztworem o obojętnym pH. W praktyce optymalne pH zależy od stosowanej soli metalu tak, aby uzyskać maksymalną rozpuszczalność. Chociaż stężenie wodnego roztworu nie jest czynnikiem decydującym, to korzystne są roztwory stężone, przy czym zaleca się stosowanie takich wodnych roztworów, w których stężenie soli metalu wynosi co najmniej 0,1 mol/l, a zwłaszcza 0,5 mol/l. Maksymalnym dopuszczalnym stężeniem wodnego roztworu soli metalu jest takie stężenie, które odpowiada stanowi nasycenia i skutkiem tego zależy od różnych parametrów, takich jak stosowana sól metalu, temperatura roztworu i jego pH.
Korzystnie, stosuje się roztwory, które mają temperaturę bliską temperaturze otoczenia, na przykład od 15° do 35°C.
Poza tym w sposobie według wynalazku membranę kationową i anionową doprowadza się do styczności z roztworem do obróbki wybranym z grupy obejmującej wodne roztwory alkaliczne, wodne roztwory siarczanów metali i wodne roztwory siarczynów metali.
Korzystne przykłady roztworów alkalicznych obejmują roztwory wodorotlenków metali alkalicznych, włącznie z wodorotlenkiem sodowym i wodorotlenkiem litowym, które są korzystne. Siarczany i siarczyny metali wybiera się korzystnie z siarczanów i siarczynów metali alkalicznych, przy czym korzystnymi roztworami do obróbki są wodne roztwory siarczanu sodu i wodne roztwory siarczynu sodu.
Dogodny środek do doprowadzania kationowej i anionowej membrany do styczności z roztworem do obróbki polega na zanurzaniu ich w kąpieli wymienionego roztworu do obróbki, jak omówiono
PL 206 721 B1 wyżej w przypadku obróbki za pomocą soli metalu, przy czym stosować można także każdy inny znany i odpowiedni środek do nasycania.
Do łączenia ze sobą membrany kationowej i membrany anionowej można stosować każdy odpowiedni środek, przy czym korzystny środek polega na przykładaniu do siebie dwóch membran w wilgotnym stanie unikając tworzenia się kieszeni powietrznych pomiędzy nimi. Dwie membrany można przykładać do siebie pod naciskiem albo bez stosowania nacisku. Dwie membrany można łączyć ze sobą w temperaturze otoczenia albo w temperaturze wyższej, pod warunkiem, że temperatura jest niższa niż temperatura rozkładu termicznego membrany kationowej albo membrany anionowej.
W sposobie wedł ug wynalazku doprowadzanie membrany kationowej i membrany anionowej do styczności z roztworem do obróbki można prowadzić przed albo po połączeniu ze sobą wymienionych dwóch membran z utworzeniem membrany bipolarnej, przy czym prowadzi się to korzystnie przed łączeniem ze sobą dwóch membran.
W korzystnym rozwią zaniu sposobu wedł ug wynalazku metal z grupy 8 wybiera się z grupy metali obejmującej żelazo, kobalt i nikiel, a metal przejściowy nie należący do grupy 8 wybiera się z grupy metali obejmującej chrom, molibden i wolfram.
W dalszym rozwiązaniu sposobu według wynalazku przed łączeniem ze sobą dwóch membran sól metalu z grupy 8 dysperguje się w jednej części roztworu do obróbki, natomiast sól metalu przejściowego dysperguje się w drugiej części roztworu do obróbki, przy czym membranę kationową poddaje się obróbce za pomocą części roztworu do obróbki zawierającego sól metalu z grupy 8, a membranę anionową poddaje się obróbce za pomocą drugiej części roztworu do obróbki. Takie rozwiązanie sposobu według wynalazku ma zaletę uproszczenia procedury roboczej.
W korzystnym wariancie rozwią zania, roztwór do obróbki jest wodnym roztworem siarczanu albo siarczynu metalu alkalicznego (korzystnie sodu), a przed łączeniem ze sobą membrany kationowej i anionowej z utworzeniem membrany bipolarnej poddaje się je dojrzewaniu przy styczności z roztworem do obróbki. W tym wariancie wynalazku dojrzewanie działa w ten sposób, że powoduje strącanie się w membranie kationowej siarczanu albo siarczynu metalu z grupy 8 oraz strącanie w membranie anionowej siarczanu albo siarczynu metalu przejściowego, a następnie tworzenie się żelu. Dodatkową informację dotyczącą obróbki z dojrzewaniem można uzyskać z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 769 032 [SOLYAY (Societe Anonyme)].
Przed stosowaniem jej w ogniwie elektrodialitycznym membrana bipolarna odzyskana pod koniec stosowania sposobu według wynalazku musi być korzystnie przechowywana w wilgotnym stanie.
Membrana bipolarna wytworzona sposobem według wynalazku nadaje się dobrze do elektrochemicznego rozkładu wody i dzięki temu może być stosowana w technikach elektrodializy, w których stosuje się roztwory wodne.
Membrana bipolarna wytworzona sposobem według wynalazku znajduje zastosowanie do wytwarzania wodorotlenku metalu alkalicznego drogą elektrodializy wodnego roztworu soli metalu alkalicznego, w szczególności do wytwarzania wodorotlenku sodu drogą elektrodializy wodnego roztworu chlorku, węglanu, siarczanu albo azotanu sodu.
Szczególne cechy i szczegóły wynalazku staną się widoczne z następującego opisu przykładu rozwiązania sposobu według wynalazku.
Membranę bipolarną tworzono wychodząc z membrany kationowej MORGANE CDS i membrany anionowej MORGANE ADP. W tym celu przygotowano najpierw oddzielnie kąpiel do obróbki membrany kationowej i kąpiel do obróbki membrany anionowej. Kąpiel przeznaczona do membrany kationowej składała się z wodnego roztworu dziewięciowodnego azotanu żelazowego, siarczanu sodu i siarczanu magnezu. Kąpiel przeznaczona do membrany anionowej składała się z wodnego roztworu dziewięciowodnego azotanu chromu, siarczanu sodu i siarczanu magnezu.
Membranę kationową zanurzano w kąpieli zawierającej azotan żelazowy, a membranę anionową zanurzano w kąpieli zawierającej azotan chromu. Obydwie membrany poddawano dojrzewaniu w swoich odpowiednich kąpielach utrzymując je w stanie zanurzenia w ciągu okresu czasu od 50 do 80 godzin, przy czym kąpiele utrzymywano w temperaturze od 75° do 100°C.
Po wymienionej obróbce z dojrzewaniem obydwie membrany wyjmowano z ich kąpieli i natychmiast nakładano je na siebie, po czym do połączonych ze sobą membran przykładano chwilowy nacisk około 1,5 MPa drogą przepuszczania ich jeden raz pomiędzy wałkami prasy.
PL 206 721 B1
Claims (6)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania membrany bipolarnej, w którym membranę kationową i membranę anionową poddaje się obróbce za pomocą soli metalu, obydwie membrany łączy się ze sobą i przed i/lub po połączeniu ze sobą obydwóch membran, doprowadza się je do styczności z roztworem do obróbki wybranym z wodnych roztworów alkalicznych, wodnych roztworów siarczanów metali i wodnych roztworów siarczynów metali, znamienny tym, że do obróbki membrany kationowej wybiera się sól metalu z grupy 8 układu okresowego pierwiastków wybranego z grupy obejmującej żelazo, kobalt i nikiel, a do obróbki membrany anionowej wybiera się sól metalu przejś ciowego nie należącego do grupy 8 wybranego z grupy obejmującej chrom, molibden i wolfram, przy czym sól metalu z grupy 8 i sól metalu przejściowego nie należącego do grupy 8 wybiera się z grupy obejmującej azotany i chlorki.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed łączeniem ze sobą obydwóch membran, sól metalu z grupy 8 dysperguje się w jednej części roztworu do obróbki, a sól metalu przejściowego dysperguje się w drugiej części roztworu do obróbki, przy czym membranę kationową poddaje się obróbce za pomocą części roztworu do obróbki zawierającego sól metalu z grupy 8, a membranę anionową poddaje się obróbce za pomocą drugiej części roztworu do obróbki.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór do obróbki jest roztworem siarczanu albo siarczynu metalu alkalicznego.
- 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że roztwór do obróbki jest roztworem siarczanu sodu.
- 5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że membranę kationową i membranę anionową poddaje się dojrzewaniu w styczności z roztworem do obróbki.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sole metali są solami uwodnionymi.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0005133A FR2807950B1 (fr) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Procede de fabrication d'une membrane bipolaire et utilisation de la membrane bipolaire ainsi obtenue |
| PCT/EP2001/004334 WO2001079335A1 (fr) | 2000-04-19 | 2001-04-13 | Procede de fabrication d'une membrane bipolaire et utilisation de la membrane bipolaire ainsi obtenue |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL357745A1 PL357745A1 (pl) | 2004-07-26 |
| PL206721B1 true PL206721B1 (pl) | 2010-09-30 |
Family
ID=8849480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL357745A PL206721B1 (pl) | 2000-04-19 | 2001-04-13 | Sposób wytwarzania membrany bipolarnej |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6924318B2 (pl) |
| EP (1) | EP1276795B1 (pl) |
| JP (1) | JP4751559B2 (pl) |
| AT (1) | ATE319763T1 (pl) |
| AU (2) | AU2001268970B2 (pl) |
| BR (1) | BR0110136B1 (pl) |
| CA (1) | CA2406964A1 (pl) |
| CZ (1) | CZ296482B6 (pl) |
| DE (1) | DE60117794T2 (pl) |
| ES (1) | ES2259327T3 (pl) |
| FR (1) | FR2807950B1 (pl) |
| HU (1) | HUP0300443A3 (pl) |
| NO (1) | NO20025024L (pl) |
| PL (1) | PL206721B1 (pl) |
| SK (1) | SK285289B6 (pl) |
| WO (1) | WO2001079335A1 (pl) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006004662A1 (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Ge Ionics, Inc. | Bipolar membrane and method of making same |
| EP1876145A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for the production of sodium bicarbonate |
| FR2926027A1 (fr) * | 2008-01-07 | 2009-07-10 | Solvay | Procede de production de bicarbonate de sodium, pour desulfuration de fumees. |
| EP2078698A1 (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-15 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for producing sodium carbonate |
| EP2078697A1 (en) * | 2008-01-08 | 2009-07-15 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for producing sodium carbonate and/or sodium bicarbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate |
| WO2010072793A1 (en) | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Solvay Sa | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| US8703831B2 (en) | 2009-08-26 | 2014-04-22 | Evoqua Water Technologies Pte. Ltd. | Ion exchange membranes |
| EP2399866A1 (en) | 2010-06-22 | 2011-12-28 | Solvay SA | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| WO2012036935A1 (en) | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Bl Technologies, Inc. | Method to make a yarn-reinforced hollow fibre membranes around a soluble core |
| ES2768330T3 (es) | 2010-10-15 | 2020-06-22 | Evoqua Water Tech Llc | Membranas de intercambio aniónico y proceso para su producción |
| WO2012051610A1 (en) | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Siemens Industry, Inc. | Process for making a monomer solution for making cation exchange membranes |
| WO2013092754A1 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Solvay Sa | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| DK2607313T3 (en) | 2011-12-23 | 2018-03-12 | Solvay | Solution mining of ore containing sodium carbonate and bicarbonate. |
| CN102531927B (zh) * | 2011-12-28 | 2013-09-11 | 浙江工业大学 | 一种利用双极膜电渗析制备四丙基氢氧化铵的方法 |
| US9227362B2 (en) | 2012-08-23 | 2016-01-05 | General Electric Company | Braid welding |
| ES2922731T3 (es) | 2012-10-04 | 2022-09-19 | Evoqua Water Tech Llc | Membranas de intercambio aniónico de alto rendimiento y métodos para producir las mismas |
| CN104837542B (zh) | 2012-10-11 | 2017-04-05 | 伊沃夸水处理技术有限责任公司 | 涂覆的离子交换膜 |
| WO2014086941A1 (en) | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Solvay Sa | Process for producing sodium carbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate |
| CN104278288A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-14 | 赵文洲 | 一种连续电解制备高纯四丁基氢氧化铵的方法 |
| EP3006400B1 (en) | 2014-10-09 | 2017-12-13 | Solvay SA | Process for producing ammonia |
| US10732435B2 (en) | 2015-03-03 | 2020-08-04 | Verily Life Sciences Llc | Smart contact device |
| US9937471B1 (en) | 2015-03-20 | 2018-04-10 | X Development Llc | Recycle loop for reduced scaling in bipolar membrane electrodialysis |
| US9914644B1 (en) | 2015-06-11 | 2018-03-13 | X Development Llc | Energy efficient method for stripping CO2 from seawater |
| US9873650B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-23 | X Development Llc | Method for efficient CO2 degasification |
| US9915136B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Hydrocarbon extraction through carbon dioxide production and injection into a hydrocarbon well |
| US9914683B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Fuel synthesis from an aqueous solution |
| US9862643B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-09 | X Development Llc | Building materials from an aqueous solution |
| US20210008499A1 (en) * | 2018-03-26 | 2021-01-14 | Astom Corporation | Bipolar membrane and process for producing the same |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1615983A (en) * | 1982-06-22 | 1984-01-05 | Unsearch Ltd. | Bipolar membrane |
| EP0368924B1 (en) * | 1987-07-30 | 1994-09-07 | Unisearch Limited | High performance bipolar membranes |
| US5227040A (en) * | 1987-07-30 | 1993-07-13 | Unisearch Limited | High performance bipolar membranes |
| CA2043583C (en) * | 1990-05-31 | 1999-01-05 | Fumio Hanada | Bipolar membrane and method for its production |
| EP0600470A3 (en) * | 1992-12-04 | 1995-01-04 | Asahi Glass Co Ltd | Bipolar membrane. |
| JPH06179757A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-06-28 | Asahi Glass Co Ltd | バイポーラ膜 |
| IT1280011B1 (it) * | 1993-12-24 | 1997-12-23 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di un idrossido di un metallo alcalino |
| BE1008471A3 (fr) * | 1994-07-05 | 1996-05-07 | Solvay | Membrane bipolaire et procede de fabrication d'une membrane bipolaire. |
| IT1269982B (it) * | 1994-09-20 | 1997-04-16 | Solvay | Procedimento di fabbricazione di una membrana bipolare e procedimento di preparazione di una soluzione acquosa di un idrossido di un metalloalcalino mediante elettrodialisi |
-
2000
- 2000-04-19 FR FR0005133A patent/FR2807950B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-04-13 HU HU0300443A patent/HUP0300443A3/hu unknown
- 2001-04-13 BR BRPI0110136-6A patent/BR0110136B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 AT AT01947225T patent/ATE319763T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 AU AU2001268970A patent/AU2001268970B2/en not_active Ceased
- 2001-04-13 SK SK1501-2002A patent/SK285289B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 EP EP01947225A patent/EP1276795B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 WO PCT/EP2001/004334 patent/WO2001079335A1/fr active IP Right Grant
- 2001-04-13 DE DE60117794T patent/DE60117794T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 PL PL357745A patent/PL206721B1/pl unknown
- 2001-04-13 CA CA002406964A patent/CA2406964A1/fr not_active Abandoned
- 2001-04-13 AU AU6897001A patent/AU6897001A/xx active Pending
- 2001-04-13 JP JP2001576925A patent/JP4751559B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-13 ES ES01947225T patent/ES2259327T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 US US10/257,399 patent/US6924318B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 CZ CZ20023464A patent/CZ296482B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-10-18 NO NO20025024A patent/NO20025024L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1276795A1 (fr) | 2003-01-22 |
| PL357745A1 (pl) | 2004-07-26 |
| ES2259327T3 (es) | 2006-10-01 |
| EP1276795B1 (fr) | 2006-03-08 |
| CZ20023464A3 (cs) | 2003-05-14 |
| AU6897001A (en) | 2001-10-30 |
| BR0110136A (pt) | 2003-01-14 |
| CA2406964A1 (fr) | 2001-10-25 |
| SK285289B6 (sk) | 2006-10-05 |
| FR2807950B1 (fr) | 2002-07-19 |
| DE60117794D1 (de) | 2006-05-04 |
| DE60117794T2 (de) | 2006-11-16 |
| NO20025024D0 (no) | 2002-10-18 |
| US20030155244A1 (en) | 2003-08-21 |
| NO20025024L (no) | 2002-11-25 |
| SK15012002A3 (sk) | 2003-04-01 |
| AU2001268970B2 (en) | 2004-12-16 |
| HUP0300443A2 (hu) | 2003-06-28 |
| HUP0300443A3 (en) | 2005-10-28 |
| FR2807950A1 (fr) | 2001-10-26 |
| ATE319763T1 (de) | 2006-03-15 |
| BR0110136B1 (pt) | 2011-06-14 |
| CZ296482B6 (cs) | 2006-03-15 |
| JP2004501213A (ja) | 2004-01-15 |
| WO2001079335A1 (fr) | 2001-10-25 |
| JP4751559B2 (ja) | 2011-08-17 |
| US6924318B2 (en) | 2005-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL206721B1 (pl) | Sposób wytwarzania membrany bipolarnej | |
| CA1143115A (en) | Method of preparing a membrane consisting of polyantimonic acid powder and an organic binder | |
| US3510417A (en) | Electrodialysis process for selectively transferring ions of the same charge | |
| US4135996A (en) | Selective diaphragm for electrolysis | |
| US5849167A (en) | Method for making a bipolar membrane | |
| WO2006004662A1 (en) | Bipolar membrane and method of making same | |
| US4851100A (en) | Novel bipolar membranes and process of manufacture | |
| WO1987007623A1 (en) | Electrodialysis membranes comprising sulfonated constituents | |
| CA1336898C (en) | High performance bipolar membranes | |
| HU217782B (hu) | Bipoláris membrán és eljárás a bipoláris membrán előállítására | |
| JPH06269777A (ja) | 造水プロセス | |
| JP3339961B2 (ja) | 両性膜及びアルカリ金属水酸化物水溶液の製造方法 | |
| JP2003522224A (ja) | グラフトポリマー膜およびグラフトポリマー膜から形成されるイオン交換膜 | |
| WO2001055247A1 (fr) | Membrane echangeuse de cations a permeabilite selective pour les cations monovalents et procede de production | |
| JPH0871387A (ja) | 一価陰イオン選択透過性陰イオン交換膜 | |
| JPH06179757A (ja) | バイポーラ膜 | |
| JPH0632918A (ja) | バイポーラ膜の製造方法 | |
| IL29761A (en) | Ion-permeable membrane and its use in electrodialysis | |
| JPS5814262B2 (ja) | ムキシツイオンコウカンマク オヨビ ソノセイゾウホウホウ |