RU2309899C2 - Способ получения активированных растворов - Google Patents

Способ получения активированных растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2309899C2
RU2309899C2 RU2005121173/15A RU2005121173A RU2309899C2 RU 2309899 C2 RU2309899 C2 RU 2309899C2 RU 2005121173/15 A RU2005121173/15 A RU 2005121173/15A RU 2005121173 A RU2005121173 A RU 2005121173A RU 2309899 C2 RU2309899 C2 RU 2309899C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
activated
solutions
saturated
salt
Prior art date
Application number
RU2005121173/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005121173A (ru
Inventor
Евгений Николаевич Бойцов (RU)
Евгений Николаевич Бойцов
Original Assignee
Евгений Николаевич Бойцов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Бойцов filed Critical Евгений Николаевич Бойцов
Priority to RU2005121173/15A priority Critical patent/RU2309899C2/ru
Publication of RU2005121173A publication Critical patent/RU2005121173A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2309899C2 publication Critical patent/RU2309899C2/ru

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения растворов с заранее заданными свойствами. Способ включает воздействие на раствор водорасторимой соли в воде постоянным электрическим током в камерах диафрагменного электролизера. В полученный активированный раствор вводят водорастворимую соль в количестве, позволяющем образовать двухфазную систему, состоящую из насыщенного раствора и равновесного осадка соли, которые после разделения используют для активирования новых растворов. В активируемый раствор дополнительно вводят водорастворимые кремнийсодержащие соединения, например силикаты натрия или калия, в количестве от 0,05 до 3,0% к массе раствора. Технический эффект - создание устойчивых во времени активированных структур водосодержащих сред с небольшими энергетическими затратами, которые могут найти применение в химической технологии, сельском хозяйстве, медицине и других областях. 1 з.п. ф-лы, 7 табл.

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения растворов, обладающих заранее обусловленными свойствами, и может найти применение в химической, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях хозяйства.
Известны различные способы активирования водных растворов: механическое диспергирование, воздействие лазером, постоянным магнитным или высокочастотным электромагнитным полем, а также электрохимическим способом [1; 2].
Последний из перечисленных способов заключается в том, что на водосодержащий электропроводный раствор (электролит) воздействуют постоянным электрическим током в диафрагменном электролизере [3].
В результате обработки получают так называемые анолит и католит - жидкости, обладающие рядом специфических свойств, том числе, соответственно, кислотными или щелочными свойствами. Электрохимические показатели (ЭХП) анолита и католита характеризуются водородным показателем (рН) и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП).
Получаемые указанными способами активированные водные растворы имеют тот недостаток, что вследствие релаксации они сохраняют свои специфические свойства относительно короткое время. Так, 0,5 л католита теряет свойства активности уже через 13-27 часов, анолита - через 17-19 часов [4; с.45].
По этой причине активирование растворов проводят непосредственно перед их использованием, что требует наличия в каждом случае специального оборудования.
Известен способ получения активированных жидкостей [5], который состоит в том, что образующиеся в камерах электролизера активированные растворы сгущают, а полученные концентраты растворяют в жидкости, подлежащей активированию.
Недостатком данного способа, принятого нами за прототип, является высокая энергоемкость процесса получения целевых продуктов. Это обусловлено тем, что концентрация получаемых в электролизере активированных водных растворов не превышает (0,3-0,5) %. Таким образом, чтобы приготовить 3-5 г активированного концентрата, необходимо удалить из раствора, соответственно, от 997 до 995 г воды - вымораживанием, выпариванием, мембранным или другим методом, требующим значительных энергетических затрат.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача - снизить энергозатраты на получение активированных растворов. Это достигается тем, что в водный раствор водорастворимой соли, подвергшийся воздействию постоянного электрического тока в камерах диафрагменного электролизера, вводят водорастворимую соль в количестве, позволяющем образовать двухфазную систему, состоящую из насыщенного раствора и равновесного осадка соли, которые после разделения используют для активирования новых растворов.
В определенных случаях, в зависимости от состава и назначения целевого продукта, в активируемый раствор вводят водорастворимые кремнийсодержащие соединения, например силикаты натрия или калия, в количестве от 0,05 до 3,0% к массе раствора.
Практически предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Раствор водорастворимой соли в воде концентрацией (0,1-0,5) % подвергают воздействию постоянного электрического тока в камерах диафрагменного электролизера. В результате электрохимической обработки в камерах электролизера получают два активированных раствора, один из которых - анолит с рН<7,0 - обладает кислотными свойствами и положительным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), другой - католит с рН>7,0, соответственно, - щелочными свойствами и отрицательным ОВП.
В каждый из полученных активированных растворов (анолит и католит) вводят соль, хорошо растворимую в воде. При этом соль берется в избытке, в количестве, позволяющем образовать двухфазную систему, состоящую из насыщенного раствора и равновесного осадка соли. После перемешивания и отстаивания насыщенный раствор отделяют от осадка фильтрацией или декантацией, а осадок обезвоживают, например, воздушной сушкой при комнатной температуре или под вакуумом.
В результате перечисленных операций как насыщенный (маточный) раствор, так и осадок соли приобретают свойства электрохимической активности. При разбавлении водой насыщенного раствора или при растворении в воде осадка соли получают активированные растворы с электрохимическими показателями, соответствующими исходным активированным растворам - анолиту и католиту.
Ниже приводятся примеры осуществления заявляемого способа.
Для реализации способа использовали электролизер с корпусом, изготовленным из винипласта, снабженный керамической диафрагмой и графитовыми электродами. Блок питания включал в себя ЛАТР и выпрямитель, а измерительный блок - амперметр постоянного тока и вольтметр. Для измерения водородного показателя рН и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) применяли рН-метр-милливольтметр марки рН-121.
Пример 1
Приготовили 0,5%-ный раствор хлорида натрия NaCl в дистиллированной воде. После обработки раствора в электролизере постоянным электрическим током получили два активированных раствора - анолит и католит. В каждый из них добавили соль - хлорид натрия - в таком количестве, чтобы образовались насыщенный раствор и нерастворимый равновесный осадок (при данной температуре). После отстаивания насыщенный (маточный) раствор и осадок разделили фильтрацией.
При выполнении перечисленных операций измеряли электрохимические показатели (рН и ОВП) растворов: исходного раствора (до активирования), анолита, католита и насыщенных растворов. Результаты измерений представлены в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика среды рН ОВП, мВ
Исходный 0,5%-ный раствор NaCl 7,5 +80
Вода дистиллированная 7,1 -70
Анолит (активированный+ 0,5%-ный раствор NaCl)
Анолит, насыщенный солью NaCl
2,4
2,1
+260
+300
Католит (активированный -0,5%-ный раствор NaCl)
Католит, насыщенный солью NaCl
12,4 11,7 -320
-350
Пример 2
В исходный 0,3%-ный водный раствор хлорида натрия NaCl ввели кремнийсодержащее соединение состава Na2O·mSiO2+K2O·nSiO2 в виде жидкого стекла (ЖС) с содержанием сухого вещества 45% в количестве 1,0% к массе исходного раствора. Приготовленный раствор проактивировали в электролизере. В полученные в результате этого анолит и католит добавили хлорид натрия NaCl в избытке, до образования насыщенных растворов с равновесными осадками соли. Насыщенные (маточные) растворы и осадки разделили фильтрацией. Осадки высушили на фильтре при комнатной температуре и вновь растворили в дистиллированной воде. Результаты измерений электрохимических показателей растворов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристика среды рН ОВП,мВ
Исходный раствор (0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный раствор ЖС) 10,9 -280
Вода дистиллированная 7,2 -70
Анолит (активированный+ 0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный раствор ЖС) 2,4 +240
Анолит, насыщенный солью NaCl 1,8 +320
Раствор осадка анолита 4,6 +110
Католит (активированный- 0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный раствор ЖС) 12,5 -360
Католит, насыщенный солью NaCl 10,8 -270
Раствор осадка католита 10,4 -260
Данные таблиц 1 и 2 свидетельствуют, что полученные как насыщенные (маточные) растворы, так и соответствующие равновесные осадки солей обладают свойствами электрохимической активности.
Пример 3
Приготовили 0,3%-ный раствор азотнокислого калия KNO3 в дистиллированной воде. После обработки раствора в электролизере постоянным электрическим током получили два активированных раствора - анолит и каталит.В анолит и католит ввели KNO3 до образования насыщенных растворов с равновесными осадками. После этого насыщенные растворы и осадки разделили и измерили их показатели, как описано в примере 2. Результаты измерений электрохимических показателей - в таблице 3.
Таблица 3
Характеристика среды рН ОВП, мВ
Исходный - 0,3%-ный раствор KNO3 9,3 -180
Вода дистиллированная 6,7 -60
Анолит (активированный+0,3%-ный раствор KNO3) 2,0 +250
Раствор анолита, насыщенный солью KNO3 1,8 +260
Раствор осадка анолита 2,4 +190
Католит (активированный -0,3%-ный раствор KNO3) 11,0 -360
Раствор католита, насыщенный солью KNO3 10,8 -380
Раствор осадка католита 10,6 -260
Пример 4
Условия данного опыта аналогичны условиям опыта 3. Отличие состоит лишь в том, что в исходный 0,3%-ный раствор KNO3, перед его активированием в электролизере, ввели водорастворимое кремнийсодержащее соединение (Na2О·mSiO22О·nSiO2) в виде жидкого стекла (ЖС) в количестве 1% с содержанием сухого вещества 45%. Дальнейшие операции по активированию и насыщению анолита и католита солью KNO3 и разделению твердой и жидкой фаз выполнили в последовательности, описанной в примере 3.
Данные опыта представлены в таблице 4.
Таблица 4
Характеристика среды рН ОВП, мВ
Исходный раствор (0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный раствор ЖС) 11,3 -300
Вода дистиллированная 6,7 -60
Анолит (активированный+0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный раствор ЖС) 2,5 +220
Раствор анолита, насыщенный солью KNO3 1,8 +280
Раствор осадка анолита 4,3 +90
Католит (активированный- 0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный раствор ЖС) 11,0 -360
Раствор камолита, насыщенный солью KNO3 10,8 -380
Раствор осадка католита 10,6 -260
Полученные в данном примере активированные продукты отличаются от соответствующих образцов, полученных в примере 3, наличием в них кремнийсодержащего компонента.
Пример 5
Изучали изменение электрохимических показателей растворов при их разбавлении. В качестве примеров в таблице 4 представлены результаты измерений электрохимических показателей растворов каталитов в процессе разбавления соответствующих насыщенных растворов:
- образец 5.1. - активированный (0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный раствор ЖС), насыщенный солью KNO3;
- образец 5.2. - активированный (0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный раствор ЖС), насыщенный солью KNO3;
- образец 5.3. - насыщенный раствор осадка активированной соли, полученной из раствора:
активированный (0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный раствор ЖС), насыщенный солью NaCl.
Насыщенные растворы разбавили дистиллированной водой вдвое, затем полученные растворы вновь разбавили вдвое и т.д., в результате получили растворы, разбавленные в 2, 4, 8, 16 и т.д. раз.
Результаты измерений водородного показателя рН и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) исходных и разбавленных растворов представлены в таблице 5.
Таблица 5
Кратность разбавления Образец 5.1. Образец 5.2. Образец 5.3.
рН ОВП рН ОВП рН ОВП
Исх. раствор 9,9 -280 10,6 -270 11,2 -280
1/2 9,6 -220 10,4 -260 11,4 -300
1/4 9,5 -210 10,3 -260 11,2 -280
1/8 9,3 -200 10,2 -250 11,0 -280
1/16 9,2 -200 10,0 -240 10,8 -260
1/32 9,0 -190 9,8 -220 10,5 -240
1/64 8,8 -180 9,5 -210 10,2 -220
1/128 8,6 -170 9,3 -200 9,9 -210
1/256 - - - - 9,6 -190
1/512 - - - - 9,0 -160
Пример 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ЦЕЛЕВЫХ ПРОДУКТОВ.
Изучали динамику изменения во времени активных свойств насыщенных растворов и равновесных солей, получаемых заявляемым способом.
С этой целью в электролизере проактивировали растворы различных солей одинаковой начальной концентрации (0,3%). На их основе приготовили насыщенные растворы с равновесными осадками. Насыщенные (маточные) растворы и их осадки разделили и поместили в герметично закрытые сосуды из темного стекла.
При выдерживании образцов в течение более 8 месяцев при комнатной температуре периодически измеряли их электрохимические показатели. Полученные результаты измерений содержатся в таблицах 6 и 7.
Измерения показали, что электрохимические показатели как активированных насыщенных растворов, так и соответствующих активированных осадков изменились незначительно.
Практическая ценность заявляемого способа состоит в том, что данный способ позволяет приготавливать активированные жидкости непосредственно в месте их использования без применения каких-либо технических устройств, а сам процесс приготовления их существенно упрощается: чтобы получить активированный раствор достаточно растворить активированный агент (активированный насыщенный раствор или активированную обезвоженную соль) в определенном количестве воды. При этом, в зависимости от степени разбавления (растворения) исходного агента, сразу получают активированные жидкости с заранее заданными значениями рН и ОВП.
Таблица 6
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АКТИВИРОВАННЫХ НАСЫЩЕННЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ ПРИ ИХ ХРАНЕНИИ
Активированный раствор Насыщающий агент А/К Изменение ЭХП насыщенных активированных растворов, месяцы
Начало 1 месяц 2 месяца 4 месяца 6 месяцев 8 месяцев
рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП
0,3%-ный раствор NaCl NaCl А+ 2,2 +320 2,4 +310 2,0 +280 1,8 +300 1,8 +280 1,8 +280
0,3%-ный раствор NaCl+1%-ный ЖС NaCl А+ 2,0 +310 2,0 +310 2,2 +300 2,4 +300 2,0 +290 2,0 +310
К- 12,3 -340 11,9 -340 11,4 -280 10,8 -280 11,2 -280 11,8 -280
0,3%-ный раствор KNO3 KNO3 А+ 1,8 +280 1,8 +260 1,6 +260 1,2 +260 1,4 +250 1,4 +260
К- 12,8 -380 12,6 -360 12,4 -320 12,3 -310 12,3 -320 12,0 -330
0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный ЖС KNO3 А+ 2,3 +240 2,2 +240 2,0 +220 2,0 +230 2,1 +220 2,2 +220
К- 12,0 -360 11,0 -320 11,2 -320 12,0 -330 11,9 -310 11,8 -320
0,3%-ный раствор NaNO3 NaNO3 А+ 1,2 +320 1,4 +300 1,4 +300 1,2 +280 1,0 +310 0,8 +280
Принятые сокращения: А+ анолит ЭХП - электрохимические показатели
К- католит ОВП - окислительно-восстановительный потенциал
Таблица 7
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АКТИВИРОВАННЫХ ОСАДКОВ СОЛЕЙ
Активированный маточный раствор Насыщающий агент А/К Изменение ЭХП растворов активированных осадков солей, месяцы
Начало 1 месяц 2 месяца 4 месяца 6 месяцев 8 месяцев
рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП рН ОВП
0,3%-ный раствор KNO3 KNO3 А+ 2,0 +210 2,0 +220 2,2 +200 2,4 +210 2,4 +200 2,2 +180
К- 10,5 -270 10,2 -260 10,2 -260 9,8 -240 9,0 -230 8,8 -230
0,3%-ный раствор KNO3+1,0%-ный ЖС KNO3 К- 10,6 -260 10,2 -220 9,8 -200 -9,7 -190 9,7 -180 9,7 -160
0,3%-ный раствор NaNO3 NaNO3 А+ 2,7 +210 2,6 +200 2,5 +200 2,5 +200 2,2 +190 2,2 +200
0,3%-ный раствор NaCl+1,0%-ный ЖС NaCl К- 9,9 -480 9,6 -420 9,0 -360 8,8 -340 8,6 -320 8,6 -300
0,3%-ный раствор NaNO3+1,0%-ный ЖС NaNO3 А+ 3,0 +180 3,1 +180 3,0 +160 3,2 +140 3,2 +130 3,4 +130
Принятые сокращения: А+ анолит ЭХП - электрохимические показатели
К- католит ОВП - окислительно-восстановительный потенциал
Достоинство данного способа в сравнении с прототипом заключается также в его экономической эффективности. Предлагаемый способ позволяет создавать устойчивые во времени структуры водосодержащих сред с небольшими энергетическими затратами. Так, по известному способу [5] из 1 л активированного раствора может быть получено лишь 3-5 г активированного препарата, причем на удаление воды, которая составляет подавляющую долю раствора, требуются значительные затраты энергии. В то же время заявляемым способом из 1 л активированного раствора (например, раствора калиевой селитры) может быть получено более 1300 г насыщенного раствора, обладающего теми же электрохимическими показателями.
Существенным достоинством заявляемого способа является и то, что получаемые данным способом активированные агенты (насыщенный раствор и осадок соли) сохраняют свои специфические свойства активности практически без изменения длительное время. Предлагаемый способ может найти применение во всех областях хозяйства, где в настоящее время используются активированные жидкости [6; 7].
Источники информации
1. Пат.РФ 2167823, C02F 1/46, 2001 г.
2. Пат.РФ 2181106, С02F 1/46, 1/48, 2002 г.
3. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов. / Бахир В.М., Задорожный Ю.Г., Леонов Б.И. и др. М.: ВНИИИМТ, 2001, с.69-81.
4. Техника и наука, 1985, №5, с.43-45.
5. Пат.Украины 34551, C02F 1/46, 2002 г.
6. Прилуцкий В.И; Бахир В.М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М.: ВНИИИМТ АО НПО "Экран", 1997. - 228 с.стр.147-155.
7. Авт. св. № 1662943 (СССР), C02F 1/46, 1991 г.

Claims (2)

1. Способ получения активированных растворов, включающий воздействие на раствор водорасторимой соли в воде постоянным электрическим током в камерах диафрагменного электролизера, отличающийся тем, что в полученный активированный раствор вводят водорастворимую соль в количестве, позволяющем образовать двухфазную систему, состоящую из насыщенного раствора и равновесного осадка соли, которые после разделения используют для активирования новых растворов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в активируемый раствор вводят водорастворимые кремнийсодержащие соединения, например силикаты натрия или калия, в количестве от 0,05 до 3,0% к массе раствора.
RU2005121173/15A 2005-07-06 2005-07-06 Способ получения активированных растворов RU2309899C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121173/15A RU2309899C2 (ru) 2005-07-06 2005-07-06 Способ получения активированных растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121173/15A RU2309899C2 (ru) 2005-07-06 2005-07-06 Способ получения активированных растворов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121173A RU2005121173A (ru) 2006-07-27
RU2309899C2 true RU2309899C2 (ru) 2007-11-10

Family

ID=37057696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121173/15A RU2309899C2 (ru) 2005-07-06 2005-07-06 Способ получения активированных растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2309899C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506231C1 (ru) * 2012-07-13 2014-02-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии Способ получения активированных растворов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506231C1 (ru) * 2012-07-13 2014-02-10 Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии Способ получения активированных растворов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121173A (ru) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pismenskaya et al. Transport of weak-electrolyte anions through anion exchange membranes: current–voltage characteristics
RU2309899C2 (ru) Способ получения активированных растворов
Vanýsek Electrolysis with electrolyte dropping electrode: Part III. Investigation of anions
Shear COMPOSITION OF BONE. V. SOME PROPERTIES OF CALCIUM CITRATE.* BY MJ SHEAR AND BENJAMIN KRAMER.
Ali et al. Density and viscosity of α-amino acids in aqueous solutions of cetyltrimethylammonium bromide
Erwin et al. The crystallization and dissolution of sodium urate
Kaptakov et al. Behavior of alkali metal and ammonium salts in nanofiltration of their aqueous solutions
Biilmann Oxidation and reduction potentials of organic compounds
Ptashnyk et al. Aspects of electrochemically activated water solutions practical use
RU2506231C1 (ru) Способ получения активированных растворов
RU2601466C2 (ru) Способ получения электроактивированных водных растворов солей
RU2825814C1 (ru) Способ определения форм нахождения хлора в нефтегазоносных сточных водах
UA80730C2 (en) Process for activated liquids preparation
RU2603642C1 (ru) Способ получения нитрата церия (iv)
Chmilenko et al. Potentiometric sensors for the determination of water-soluble polyelectrolytes
NL77406C (ru)
Matsui et al. Polarography of Halides in Dimethylformamide. III. The Chloride Ion, the Trichloromercurate Ion, and Mercuric Chloride
Jelić et al. Potentiometric study of the effect of sodium dodecylsulfate and dioxane on the hydrolysis of the aluminum (III) ion
RU2323578C1 (ru) Способ посола мяса при производстве мясопродуктов
RU2787434C1 (ru) Способ получения очищенного красителя кислотного ярко-голубого з
RU2267783C1 (ru) Способ определения химической активности органических соединений по отношению к соединениям железа в водных растворах
RU2688532C1 (ru) Способ электрофлотационного извлечения высокодисперсных углеродных материалов из сточных вод
Kolthoff et al. The Adsorption of Barium Salts on Barium Sulfate from Solutions in 50% Ethanol
TW503217B (en) A highly selective method for electrosynthesizing [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ ion
Tewari Paper electrophoretic determination of the stability constants of biologically significant binary complexes of beryllium (II) and cobalt (II) with sarcosine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100707