SK15012002A3 - Spôsob výroby bipolárnej membrány a použitie takto získanej bipolárnej membrány - Google Patents
Spôsob výroby bipolárnej membrány a použitie takto získanej bipolárnej membrány Download PDFInfo
- Publication number
- SK15012002A3 SK15012002A3 SK1501-2002A SK15012002A SK15012002A3 SK 15012002 A3 SK15012002 A3 SK 15012002A3 SK 15012002 A SK15012002 A SK 15012002A SK 15012002 A3 SK15012002 A3 SK 15012002A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- group
- membrane
- membranes
- metal salt
- periodic table
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 39
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 37
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 36
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- -1 transition metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims description 7
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 6
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 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
- 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 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 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 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
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 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
- 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 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
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-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
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GVHCUJZTWMCYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction 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
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby bipolárnych membrán.
Doterajší stav techniky
Bipolárne membrány sú súčasťou elektrodialýzových článkov. Tieto elektrodialýzové články sú veľmi dobre známe v odbore, kde sú najmä používané na výrobu kyselín a zásad z vodných roztokov ich solí. V rámci tejto aplikácie sú bipolárne membrány ponorené do vodných elektrolytov a tu na nich prebieha disociácia vody účinkom elektrického poľa. Všeobecne je snaha znížiť elektrické napätie nevyhnutné pre disociáciu vody v bipolárnej membráne.
Pri spôsoboch všeobecne používaných na výrobu bipolárnych membrán sa spoja katiónová membrána a aniónová membrána, ktoré boli pred spojením podrobené kondicionačnému predbežnému spracovaniu. Takto sa v európskom patentovom dokumente EP 0 368 924 B (Unisearch Limited) opisuje spôsob výroby bipolárnej membrány, pri ktorom sa katiónová membrána a aniónová membrána podrobia rovnakému predbežnému kondicionačnému spracovaniu, ktoré zahrňuje uvedenie do styku týchto membrán s vodným roztokom soli kovu, ktorý je iný ako sodík alebo draslík, a s alkalickým roztokom (zvyčajne s vodným roztokom hydroxidu sodného); takto predbežne kondicionačne spracované membrány sa potom uložia na seba za vzniku bipolárnej membrány.
32015/H
Spôsob opísaný v európskom patentovom dokumente EP 0 769 032 B sa líši od spôsobu opísaného v európskom patentovom dokumente EP 0 368 924 nahradením alkalického roztoku vodným roztokom síranu alebo siričitanu kovu za účelom vytvorenia gélu hydrátovaného síranu alebo siričitanu kovu na rozhraní medzi oboma spojenými membránami. Inak môže byť pri spôsobe podľa patentového dokumentu EP 0 769 032 B spracovanie katiónovej a aniónovej membrány roztokom síranu alebo siričitanu kovu uskutočnené najmenej pred alebo po priložení oboch membrán.
Bipolárne membrány získané použitím vyššie opísaných známych spôsobov majú dobrú mechanickú kohéziu, znížený elektrický odpor a znížené elektrické napätie pre disociáciu vody.
Cieľom vynálezu je poskytnúť bipolárne membrány majúce zlepšený výkon v porovnaní s výkonom membrán získaných použitím vyššie opísaných známych spôsobov a najmä poskytnúť bipolárne membrány majúce nízke napätie disociácie vody.
Podstata vynálezu
V dôsledku toho sa vynález týka výroby bipolárnej membrány, pri ktorom sa katiónová membrána a aniónová membrána podrobia spracovaniu soľou kovu, obe membrány sa spoja a pred alebo po tomto spojení oboch membrán sa obe membrány uvedú do styku so spracovateľským roztokom zvoleným z množiny zahrňujúcej vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky, siričitanu kovu, ktorého podstata spočíva vtom, že sa pre spracovanie katiónovej membrány zvolí soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov a pre spracovanie aniónovej membrány sa zvolí soľ prechodného kovu nepatriaceho do skupiny 8.
32015/H
V rámci spôsobu podľa vynálezu je katiónovou membránou tenká neporézna fólia, ktorá je selektívne priepustná pre katióny a nepriepustná pre anióny. Katiónové membrány použiteľné v rámci spôsobu podľa vynálezu musia byť vytvorené z materiálu, ktorý je inertný voči vodným kyslým alebo zásaditým roztokom. Katiónovými membránami použiteľnými v rámci vynálezu sú napríklad fólia z fluórovaného polyméru obsahujúceho funkčné skupiny odvodené od sulfonových kyselín, karboxylových kyselín alebo fosfónových kyselín alebo zmesi týchto funkčných skupín, pričom tieto skupiny hrajú úlohu fixných katiónových miest membrány. Príklady katiónových membrán tohto typu sú katiónové membrány, ktoré sú známe pod označením Raipore (Pall Rai) a pod ochrannou známkou Morgane (Solvay), najmä membrány Raipore R-4010, Morgane CDS a Morgane CRA.
Aniónová membrána je tenká neporézna fólia, ktorá je selektívne priepustná pre anióny a nepriepustná pre katióny. Aniónovými membránami použiteľnými v rámci vynálezu sú fólie z polymérneho materiálu, ktorý je inertný voči vodným kyslým alebo bázickým roztokom a ktorý obsahuje kvartérne amóniové skupiny hrajúce úlohu fixných aniónových miest. Príklady takýchto aniónových membrán použiteľných v rámci vynálezu sú membrány Raipore R1030, Raipore R-4030 a Morgane ADP.
Bipolárnymi membránami sú membrány, ktoré majú na jednej strane vlastnosti katiónovej membrány a na druhej strane vlastnosti aniónovej membrány.
Hrúbka aniónovej a katiónovej membrány ovplyvňuje mechanické a elektrochemické vlastnosti bipolárnej membrány získanej spôsobom podľa vynálezu. Optimálna hrúbka aniónovej a katiónovej membrány bude kompromisom medzi dostatočnou mechanickou odolnosťou (táto vlastnosť je priaznivo ovplyvnená veľkou hrúbkou membrány) a nízkym priečnym
32015/K elektrickým odporom (táto vlastnosť bude naopak priaznivo ovplyvnená malou hrúbkou membrány). V praxi sú hrúbka katiónovej membrány a hrúbka aniónovej membrány všeobecne väčšie ako 10 mikrometrov, pričom je táto hrúbka výhodne rovná aspoň 20 mikrometrom. Tieto hrúbky sú všeobecne menšie ako 250 mikrometrov a zriedka kedy presahujú 200 mikrometrov, pričom najvhodnejšími hrúbkami sú hrúbky v rozmedzí od 30 do 150 mikrometrov.
V rámci spôsobu podľa vynálezu sa katiónová membrána a aniónové membrána spracovávajú oddelene soľou kovu. Podľa vynálezu sa zvolí soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov pre spracovanie katiónovej membrány a soľ prechodného kovu nepatriaceho do skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov pre spracovanie aniónovej membrány. Soľou kovu je výhodne vo vode rozpustná soľ, výhodne anorganická soľ, pričom obzvlášť doporučené sú hydrátované anorganické soli. Vhodné sú chloridy, dusičnany, sírany a fosforečnany.
Spracovanie katiónovej membrány a aniónovej membrány solárni kovov má za účel nahradiť aspoň časť ko-iónov membrán iónami kovov solí kovov. Všeobecne je snaha zabudovať do každej z oboch membrán množstvo iónov solí kovov, ktoré je vyššie ako 10 a nižšie ako 100 mg na m2 povrchu membrány. Uvažovaným povrchom je ten z povrchov membrány (katiónovej alebo aniónovej), ktorý sa nachádza v styku s druhou membránou (aniónovou alebo katiónovou) v bipolárnej membráne. Výhodné sú hodnoty 20 až 100 mg/m2, pričom obzvlášť výhodné sú hodnoty 25 až 40 mg/m2.
Jednoduchý spôsob ošetrenia katiónovej a aniónovej membrány solárni kovov spočíva v tom, že sa vyššie uvedené strany týchto membrán impregnujú vodným roztokom soli kovu. Táto impregnácia membrán môže byť ľahko uskutočnená tak, že sa ponorí do kúpeľa roztoku soli kovu. Prirodzene môže
32015/H
C r byť použitý i každý iný vhodný známy impregnačný postup. Vodným roztokom soli kovov môže byť bez rozdielu kyslý roztok, zásaditý roztok alebo roztok s neutrálnou hodnotou pH. V praxi je optimálne pH podmienené použitou soľou kovu takým spôsobom, aby bola dosiahnutá maximálna rozpustnosť. Koncentrácia vodného roztoku nie je kritická, i keď koncentrované roztoky sú výhodné. Doporučuje sa použiť vodné roztoky, ktorých koncentrácia soli kovu je aspoň rovná 0,1 (výhodne 0,5) mol/l. Maximálna prípustná koncentrácia vodného roztoku soli kovu je koncentrácia, ktorá zodpovedá nasýtenosti roztoku a závisí teda od rôznych parametrov, medzi ktoré patrí použitá soľ kovu, teplota roztoku a hodnota pH tohto roztoku. Výhodné je použiť roztoky pri teplote blízkej teplote miestnosti, napríklad teploty od 15 do 35 °C.
Pri spôsobe podľa vynálezu sa katiónová a aniónová membrána okrem toho uvedie do styku so spracovateľským roztokom zvoleným z množiny zahrňujúcej vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siričitanu kovu. Výhodnými príkladmi alkalických roztokov sú roztoky hydroxidov alkalických kovov, pričom z týchto roztokov sú výhodné roztoky hydroxidu sodného a hydroxidu lítneho. Sírany a siríčitany kovov sú výhodne zvolené z množiny zahrňujúcej sírany a siríčitany alkalických kovov. Výhodnými spracovateľskými roztokmi sú vodné roztoky síranu sodného a vodné roztoky siričitanu sodného.
Jednoduchý spôsob uvedenia katiónovej a aniónovej membrány do styku s uvedeným spracovateľským roztokom spočíva v tom, že sa tieto membrány ponoria do kúpeľa tohto spracovateľského roztoku, ako to už bolo vysvetlené vyššie v súvislosti s ošetrením membrán solí kovu. Rovnako môže byť použitý každý iný vhodný známy impregnačný postup.
32015/H
Každý vhodný postup môže byť použitý na spojenie katiónovej membrány s aniónovou membránou. Výhodný postup spočíva v tom, že sa obe membrány priložia jedna na druhú vo vlhkom stave a zabráni sa vytvoreniu vzduchových kapsúl medzi týmito membránami. Obe membrány môžu byť priložené jedna na druhú pod tlakom alebo bez využitia tlaku. Spojenie oboch membrán môže byť uskutočnené pri teplote miestnosti alebo pri vysokej teplote za predpokladu, že táto teplota je nižšia ako teplota tepelného rozkladu katiónovej alebo aniónovej membrány.
V rámci vynálezu môže byť uvedenie katiónovej a aniónovej membrány so spracovateľským roztokom uskutočnené pred tým, ako boli obe membrány spojené za účelom vytvorenia bipolárnej membrány, alebo až potom, čo boli obe membrány spojené za účelom vytvorenia bipolárnej membrány. Výhodné je uskutočniť uvedené uvedenie membrán do styku so spracovateľským roztokom ešte pred tým, ako sa obe membrány spoja.
V rámci výhodnej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu sa kov skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov zvolí z množiny zahrňujúcej železo, kobalt, nikel a prechodný kov nepatriaci do skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov sa zvolí z množiny zahrňujúcej chróm, molybdén a volfrám.
V rámci inej formy uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu sa soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov disperguje v časti spracovateľského roztoku a soľ prechodného kovu sa disperguje v inej časti spracovateľského roztoku a pred spojením oboch membrán sa katiónová membrána spracuje časťou spracovateľského roztoku obsahujúceho soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov a aniónová membrána sa spracuje druhou časťou spracovateľského roztoku. Táto forma uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu je výhodná vzhľadom na to, že pri jej použití dochádza k zjednodušeniu pracovného procesu.
32015/H
V rámci práve opísaného výhodného variantu spôsobu uskutočnenia vynálezu je spracovateľským roztokom vodný roztok síranu alebo siričitanu alkalického kovu (výhodne síranu alebo siričitanu sodného) a katiónová a aniónová membrána sa podrobia zreniu pri styku so spracovateľským roztokom a to ešte pred spojením oboch membrán za účelom vytvorenia bipolárnej membrány. V rámci tohto variantu uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu má zrenie za účel vyvolať zrážanie síranu alebo siričitanu kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov v katiónovej membráne a zrážanie síranu alebo siričitanu prechodného kovu v aniónovej membráne a následnú tvorbu gélu. Dodatočné informácie týkajúce sa uvedeného zrenia možno nájsť v európskom patentovom dokumente EP 0 769 032 B [Solvay (Société Anonyme)].
Bipolárna membrána získaná spôsobom podľa vynálezu by mala byť výhodne prechovávaná vo vlhkom stave až do doby, kedy dôjde k jej použitiu v elektrodialýzovom článku.
Bipolárna membrána získaná spôsobom podľa vynálezu je veľmi vhodná pre elektrochemický rozklad vody a môže byť teda použitá pri elektrodialyzačných technikách používajúcich vodné roztoky.
Vynález sa teda rovnako týka bipolárnej membrány získanej spôsobom podľa vynálezu na výrobu hydroxidu alkalického kovu elektrodialýzou vodného roztoku soli alkalického kovu. Vynález sa najmä týka použitia uvedenej bipolárnej membrány na výrobu hydroxidu sodného elektrodialýzou vodného roztoku chloridu, uhličitanu, síranu alebo dusičnanu sodného.
V nasledujúcej časti opisu bude vynález bližšie objasnený pomocou konkrétneho príkladu jeho uskutočnenia, ktorý má iba ilustračný charakter a nijako neobmedzuje rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený definíciou patentových nárokov a obsahom opisnej časti.
32015/H f f n ' *· c <·
Príklady uskutočnenia vynálezu
V rámci tohto príkladu sa vyrobí bipolárna membrána z katiónovej membrány Morgane CDS a z aniónovej membrány Morgane ADP. Za týmto účelom sa skôr oddelene pripraví kúpeľ na spracovanie katiónovej membrány a kúpeľ na spracovanie aniónovej membrány. Kúpeľ určený pre katiónovú membránu je tvorený vodným roztokom nonahydrátu dusičnanu železitého, síranu sodného a síranu horečnatého. Kúpeľ určený pre aniónovú membránu je tvorený vodným roztokom nonahydrátu dusičnanu chrómového, síranu sodného a síranu horečnatého.
Katiónová membrána sa ponorí do kúpeľa obsahujúceho dusičnan železitý a aniónová membrána sa ponorí do kúpeľa obsahujúceho dusičnan chrómový. Obe membrány sa podrobia zreniu v ich príslušných roztokoch tým, že v týchto roztokoch ponechajú po dobu 50 až 80 hodín, pričom tieto kúpele sa udržujú na teplote 75 až 100 °C.
Po uskutočnení zrenia sa obe membrány vyberú z ich kúpeľov, priložia sa jedna k druhej a na obe priložené membrány sa pôsobí na chvíľku tlakom asi 1,5 MPa, pričom sa raz pretiahnu medzi valčekmi lisu.
32015/H
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY4T0f- 2 <QÔZ~1. Spôsob výroby bipolárnej membrány, pri ktorom sa katiónová a aniónová membrána podrobia spracovaniu soľou kovu, obe membrány sa spoja a predtým, ako sa spoja, alebo potom, čo sa spoja, sa uvedú do styku so spracovateľským roztokom zvoleným z množiny zahrňujúcej vodné alkalické roztoky, vodné roztoky síranu kovu a vodné roztoky siričitanu kovu, vyznačujúci sa tým, že sa na spracovanie katiónovej membrány zvolí soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov a na spracovanie aniónovej membrány sa zvolí soľ prechodného kovu nepatriaceho do skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov.
- 2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa kov skupiny 8 Periodickej tabuľky prvku zvolí z množiny zahrňujúcej železo, kobalt a nikel a prechodný kov nepatriaci do skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov sa zvolí z množiny zahrňujúcej chróm, molybdén a volfrám.
- 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov a soľ prechodného kovu nepatriaceho do skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov zvolí z množiny zahrňujúcej dusičnany a chloridy.32015/H r r c r r f rC *
- 4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov sa disperguje v jednej frakcii spracovateľského roztoku a soľ prechodného kovu s disperguje v druhej frakcii spracovateľského roztoku a pred spojením oboch membrán sa katiónová membrána spracuje frakciou spracovateľského roztoku obsahujúcou soľ kovu skupiny 8 Periodickej tabuľky prvkov a aniónové membrána sa spracuje druhou frakciou spracovateľského roztoku.
- 5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že spracovateľským roztokom je roztok síranu alebo siričitanu alkalického kovu.
- 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že spracovateľským roztokom je roztok síranu sodného.
- 7. Spôsob podľa nároku 5 alebo 6, vyznačujúci sa tým, že katiónová membrána a aniónová membrána sa podrobia zreniu pri styku so spracovateľským roztokom.
- 8. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že soľami kovov sú hydrátované soli.
- 9. Použitie bipolámej membrány získanej spôsobom podľa niektorého z nárokov 1 až 8 na výrobu hydroxidu sodného elektrodialýzou vodného roztoku sodnej soli.
- 10. Použitie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že sodná soľ je tvorená chloridom sodným.
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 |
|---|---|
| SK15012002A3 true SK15012002A3 (sk) | 2003-04-01 |
| SK285289B6 SK285289B6 (sk) | 2006-10-05 |
Family
ID=8849480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1501-2002A SK285289B6 (sk) | 2000-04-19 | 2001-04-13 | Spôsob výroby bipolárnej membrány a použitie takto získanej bipolárnej membrány |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6924318B2 (sk) |
| EP (1) | EP1276795B1 (sk) |
| JP (1) | JP4751559B2 (sk) |
| AT (1) | ATE319763T1 (sk) |
| AU (2) | AU2001268970B2 (sk) |
| BR (1) | BR0110136B1 (sk) |
| CA (1) | CA2406964A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ296482B6 (sk) |
| DE (1) | DE60117794T2 (sk) |
| ES (1) | ES2259327T3 (sk) |
| FR (1) | FR2807950B1 (sk) |
| HU (1) | HUP0300443A3 (sk) |
| NO (1) | NO20025024L (sk) |
| PL (1) | PL206721B1 (sk) |
| SK (1) | SK285289B6 (sk) |
| WO (1) | WO2001079335A1 (sk) |
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. |
| 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 |
| EP2078698A1 (en) | 2008-01-08 | 2009-07-15 | SOLVAY (Société Anonyme) | Process for producing sodium carbonate |
| US8784756B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-07-22 | Solvay Sa | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| IN2012DN01816A (sk) * | 2009-08-26 | 2015-06-05 | Siemens Pte Ltd | |
| EP2399866A1 (en) | 2010-06-22 | 2011-12-28 | Solvay SA | Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate |
| CN103097008B (zh) | 2010-09-15 | 2015-12-09 | Bl科技公司 | 围绕可溶芯体制造纱增强式中空纤维膜的方法 |
| CN103237600B (zh) | 2010-10-15 | 2016-07-13 | 伊沃夸水处理技术有限责任公司 | 阴离子交换膜及制造方法 |
| US9611368B2 (en) | 2010-10-15 | 2017-04-04 | Evoqua Water Technologies Llc | 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 |
| US9010869B2 (en) | 2011-12-23 | 2015-04-21 | Solvay Sa | 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 |
| SG10201701647SA (en) | 2012-10-04 | 2017-04-27 | Evoqua Water Technologies Llc | High-performance anion exchange membranes and methods of making same |
| SG11201502697YA (en) | 2012-10-11 | 2015-05-28 | Evoqua Water Technologies Llc | Coated ion exchange membranes |
| 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 |
| PL3006400T3 (pl) | 2014-10-09 | 2018-05-30 | Solvay Sa | Sposób wytwarzania amoniaku |
| 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 |
| US9914683B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Fuel synthesis from an aqueous solution |
| US9873650B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-23 | X Development Llc | Method for efficient CO2 degasification |
| US9862643B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-01-09 | X Development Llc | Building materials from an aqueous solution |
| US9915136B2 (en) | 2016-05-26 | 2018-03-13 | X Development Llc | Hydrocarbon extraction through carbon dioxide production and injection into a hydrocarbon well |
| WO2019188596A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社アストム | バイポーラ膜及びその製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1615983A (en) * | 1982-06-22 | 1984-01-05 | Unsearch Ltd. | Bipolar membrane |
| US5227040A (en) * | 1987-07-30 | 1993-07-13 | Unisearch Limited | High performance bipolar membranes |
| DE3851435T2 (de) * | 1987-07-30 | 1995-04-27 | Unisearch Ltd | Bipolare hochleistungsmembranen. |
| 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 PL PL357745A patent/PL206721B1/pl unknown
- 2001-04-13 SK SK1501-2002A patent/SK285289B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 AU AU2001268970A patent/AU2001268970B2/en not_active Ceased
- 2001-04-13 US US10/257,399 patent/US6924318B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 DE DE60117794T patent/DE60117794T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 HU HU0300443A patent/HUP0300443A3/hu unknown
- 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 AT AT01947225T patent/ATE319763T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 CA CA002406964A patent/CA2406964A1/fr not_active Abandoned
- 2001-04-13 EP EP01947225A patent/EP1276795B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-13 BR BRPI0110136-6A patent/BR0110136B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 CZ CZ20023464A patent/CZ296482B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-04-13 AU AU6897001A patent/AU6897001A/xx active Pending
- 2001-04-13 WO PCT/EP2001/004334 patent/WO2001079335A1/fr active IP Right Grant
-
2002
- 2002-10-18 NO NO20025024A patent/NO20025024L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL357745A1 (en) | 2004-07-26 |
| HUP0300443A2 (hu) | 2003-06-28 |
| HUP0300443A3 (en) | 2005-10-28 |
| NO20025024D0 (no) | 2002-10-18 |
| CZ296482B6 (cs) | 2006-03-15 |
| BR0110136B1 (pt) | 2011-06-14 |
| BR0110136A (pt) | 2003-01-14 |
| JP4751559B2 (ja) | 2011-08-17 |
| ATE319763T1 (de) | 2006-03-15 |
| US6924318B2 (en) | 2005-08-02 |
| DE60117794D1 (de) | 2006-05-04 |
| FR2807950B1 (fr) | 2002-07-19 |
| EP1276795A1 (fr) | 2003-01-22 |
| NO20025024L (no) | 2002-11-25 |
| WO2001079335A1 (fr) | 2001-10-25 |
| AU2001268970B2 (en) | 2004-12-16 |
| EP1276795B1 (fr) | 2006-03-08 |
| FR2807950A1 (fr) | 2001-10-26 |
| US20030155244A1 (en) | 2003-08-21 |
| AU6897001A (en) | 2001-10-30 |
| PL206721B1 (pl) | 2010-09-30 |
| DE60117794T2 (de) | 2006-11-16 |
| ES2259327T3 (es) | 2006-10-01 |
| SK285289B6 (sk) | 2006-10-05 |
| CZ20023464A3 (cs) | 2003-05-14 |
| CA2406964A1 (fr) | 2001-10-25 |
| JP2004501213A (ja) | 2004-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK15012002A3 (sk) | Spôsob výroby bipolárnej membrány a použitie takto získanej bipolárnej membrány | |
| US3510417A (en) | Electrodialysis process for selectively transferring ions of the same charge | |
| WO2010106021A1 (de) | Bipolare membran | |
| US5849167A (en) | Method for making a bipolar membrane | |
| CA1336898C (en) | High performance bipolar membranes | |
| US6569301B2 (en) | Cation exchange membrane selectively permeable to monovalent cations and method for its production | |
| US6217733B1 (en) | Bipolar membrane and method for fabricating such bipolar membrane | |
| 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 | |
| JPH06145379A (ja) | バイポーラ膜 | |
| CZ287072B6 (en) | Process for preparing aqueous solution of alkali metal hydroxide | |
| JPH06179757A (ja) | バイポーラ膜 | |
| JPH01203436A (ja) | 改良されたカチオン交換膜及びその製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20190413 |