Claims (19)
1. Способ производства хлората щелочного металла, включающий в себя:1. The method of production of alkali metal chlorate, including:
обеспечение электрохимической ячейки, содержащей анод и катод в отдельных анодной и катодной камерах;providing an electrochemical cell containing the anode and cathode in separate anode and cathode chambers;
контактирование катода с электролитом, содержащим по меньшей мере один органический медиатор и одну или более органическую или неорганическую кислоты;contacting the cathode with an electrolyte containing at least one organic mediator and one or more organic or inorganic acids;
реагирование органического медиатора на катоде с образованием по меньшей мере одной восстановленной формы этого медиатора;reacting the organic mediator at the cathode with the formation of at least one reduced form of this mediator;
реагирование упомянутой по меньшей мере одной восстановленной формы медиатора с кислородом с образованием пероксида водорода;reacting said at least one reduced form of a mediator with oxygen to form hydrogen peroxide;
контактирование анода с анолитом, содержащим хлорид щелочного металла;contacting the anode with an anolyte containing alkali metal chloride;
реагирование хлорида на аноде с образованием хлора, который гидролизуется; иthe reaction of chloride at the anode with the formation of chlorine, which is hydrolyzed; and
реагирование гидролизованного хлора с образованием хлората.the reaction of hydrolyzed chlorine with the formation of chlorate.
2. Способ по п.1, в котором концентрация хлорид-ионов в анолите составляет от примерно 30 до примерно 300 г/л в расчете на хлорид натрия.2. The method according to claim 1, in which the concentration of chloride ions in the anolyte is from about 30 to about 300 g / l per sodium chloride.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором рН в объеме анолита составляет от примерно 4 до примерно 10.3. The method according to any one of claims 1 and 2, in which the pH in the volume of the anolyte is from about 4 to about 10.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором электрохимическая ячейка содержит по меньшей мере одну камеру между анодной и катодной камерами.4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the electrochemical cell contains at least one chamber between the anode and cathode chambers.
5. Способ по любому из пп.1-3, в котором органический медиатор выбирают из группы, состоящей из хинонов, флавохинонов, производных пиридина и кетонов.5. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the organic mediator is selected from the group consisting of quinones, flavoquinones, pyridine derivatives and ketones.
6. Способ по п.5, в котором органический медиатор выбирают из группы, состоящей из хинонов, содержащих (бензо)хиноновый фрагмент.6. The method according to claim 5, in which the organic mediator is selected from the group consisting of quinones containing a (benzo) quinone fragment.
7. Способ по п.6, в котором органический медиатор выбирают из группы, состоящей из антрахинонов, тетрагидроантрахинонов, нафтохинонов, бензохинонов и их производных.7. The method according to claim 6, in which the organic mediator is selected from the group consisting of anthraquinones, tetrahydroantraquinones, naphthoquinones, benzoquinones and their derivatives.
8. Способ по любому из пп.1-3, в котором содержание органического медиатора, включая его восстановленные формы, в католите составляет, по меньшей мере, примерно 1 мас.%.8. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the content of the organic mediator, including its reduced forms, in the catholyte is at least about 1 wt.%.
9. Способ по любому из пп.1-3, в котором католит содержит по меньшей мере частично органическую соль, включающую по меньшей мере один вид органического катиона и/или органического аниона.9. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the catholyte contains at least partially an organic salt, including at least one type of organic cation and / or organic anion.
10. Способ по п.9, в котором содержание упомянутой по меньшей мере частично органической соли в католите составляет от примерно 20 до примерно 99 мас.%.10. The method according to claim 9, in which the content of the at least partially organic salt in the catholyte is from about 20 to about 99 wt.%.
11. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль присутствует вместе с нейтральным сорастворителем и массовое отношение соли к сорастворителю составляет от примерно 1:1 до примерно 1000:1.11. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt is present together with a neutral co-solvent and the mass ratio of salt to co-solvent is from about 1: 1 to about 1000: 1.
12. Способ по п.9, в котором в католите присутствует нейтральный сорастворитель в количестве вплоть до примерно 50 мас.%.12. The method according to claim 9, in which the catholyte is present neutral cosolvent in an amount up to about 50 wt.%.
13. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль, которая сама по себе или в сочетании с нейтральным сорастворителем образует жидкую фазу при атмосферном давлении ниже примерно 130°С.13. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt, which alone or in combination with a neutral cosolvent forms a liquid phase at atmospheric pressure below about 130 ° C.
14. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль при 100°С имеет парциальное давление менее примерно 10 кПа.14. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt at 100 ° C has a partial pressure of less than about 10 kPa.
15. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль содержит катион, выбранный из группы, состоящей из 1-алкил-3-метилимидиазолия, 1-бутил-3-метилимидазолия [BMIM], 1-этил-3-метилимидазолия [EMIM], 1,2,3-триметилимидазолия, н-алкилпиридиния, н-бутилпиридиния [BPY], пирролидиния, гуанидиния и алкилгуанидиния, изоурония,15. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt contains a cation selected from the group consisting of 1-alkyl-3-methylimidiazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium [BMIM], 1-ethyl-3 -methylimidazolium [EMIM], 1,2,3-trimethylimidazolium, n-alkylpyridinium, n-butylpyridinium [BPY], pyrrolidinium, guanidinium and alkylguanidinium, isouronium,
PR4 +, NR4 +, SR3 +, тетраметиламмония, холина, кокомония и их смесей, R представляют собой, независимо друг от друга, необязательно замещенный алкил, алкенил или арил, или водород.PR 4 +, NR 4 +, SR 3 +, tetramethylammonium, choline, cocomonium, and mixtures thereof, R represent, independently of each other, optionally substituted alkyl, alkenyl or aryl, or hydrogen.
16. Способ по любому из пп.9-15, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль содержит катион, выбранный из группы, состоящей из замещенных хинонов.16. The method according to any one of claims 9 to 15, wherein said at least partially organic salt contains a cation selected from the group consisting of substituted quinones.
17. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль содержит анион, выбранный из группы, состоящей из гексафторфосфата [HFP], тетрафторбората [TFP], фторсульфоната, гексафторантимоната гексафторарсената, хлоралюмината, бромалюмината, бис(трифторметилсульфонил)имида, трис(трифторметилсульфонил)метида, трицианометида, дицианамида, нонафторбутансульфоната, трифторметансульфоната, 2,2,2-трифторрэтансульфоната, нитрата, сульфата, фосфата, RPO4 2-, R2PO4 -, R2PO2 - (например, диалкилфосфинат), перхлората, ацтетата, алкилсульфоната, бис(2-этилгексил)натрий сульфосукцината, диэтиленгликольмонометилэфирсульфата, алкилолигоэфирсульфата, пивалата, тетраалкилбората, пропионата, сукцината, сахарината, гликолята, стеарата, ластата, малата, тартрата, цитрата, аскорбата, глютамата, бензоата, салицилата, метансульфоната, толуолсульфоната и их смесей, R представляют собой, независимо друг от друга, необязательно замещенный алкил, алкенил или арил, или водород.17. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt contains an anion selected from the group consisting of hexafluorophosphate [HFP], tetrafluoroborate [TFP], fluorosulfonate, hexafluoroantimonate hexafluoroarsenate, chloroaluminate, bromoaluminate, bis (trifluoromethylsulfonate) , tris (trifluoromethylsulfonyl) methide, tricyanomethide, dicyanamide, nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, 2,2,2-trifluororethanesulfonate, nitrate, sulfate, phosphate, RPO 4 2- , R 2 PO 4 - , R 2 PO 2 - (e.g. dialkyl phosphate , perchlorate, acetate, alkylsul phonate, bis (2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate, diethylene glycol monomethyl ether sulfate, alkyl oligoester sulfate, pivalate, tetraalkyl borate, propionate, succinate, saccharinate, glycolate, stearate, olastate, malate, tartrate sulfate, nitrate, citrate, citrate, benzol mixtures, R are, independently of one another, optionally substituted alkyl, alkenyl or aryl, or hydrogen.
18. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль содержит анион, выбранный из группы, состоящей из замещенных хинонов.18. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt contains an anion selected from the group consisting of substituted quinones.
19. Способ по п.9, в котором упомянутая по меньшей мере частично органическая соль содержит катион, выбранный из группы, состоящей из [1,3-диалкилимидазолия], [триалкиламмония], [тетраалкиламмония], [триалкилфосфония], [тетраалкилфосфония], [алкилпиридиния], [холина], [Q-NR3 +] и [Q-PR3 +], и анион, выбранный из группы, состоящей из [сульфата], [фосфата], [алкилсульфата], [алкилсульфоната], [диалкилфосфата], [алкилфосфоната], [Q-(O)-SO3 -] и [Q-(O)-PO3R-], где Q представляет собой хинон, (О) представляет собой необязательный кислород, R представляет собой, независимо друг от друга, необязательно замещенный алкил, алкенил или арил, или водород.
19. The method according to claim 9, in which said at least partially organic salt contains a cation selected from the group consisting of [1,3-dialkylimidazolium], [trialkylammonium], [tetraalkylammonium], [trialkylphosphonium], [tetraalkylphosphonium], [alkylpyridinium], [choline], [Q-NR 3 + ] and [Q-PR 3 + ], and an anion selected from the group consisting of [sulfate], [phosphate], [alkyl sulfate], [alkyl sulfonate], [ dialkyl phosphate], [alkyl phosphonate], [Q- (O) -SO 3 - ] and [Q- (O) -PO 3 R - ], where Q represents quinone, (O) represents optional oxygen, R represents, independently friend from a friend, optionally substituted alkyl, alkenyl or aryl, or hydrogen.