Способ разделения изотопов водорода изотопным обменом между водой и водородом

 

Изобретение относится к технологии разделения изотопов легких элементов и может быть использовано для концентрирования тяжелых изотопов водорода изотопным обменом между водородом и водой. Цель изобретения - увеличение скорости изотопного обмена. Процесс ведут на разделяющей воду и водород мембране из перфторированного полимера с сульфокислотными ионообменными группами, по обе стороны которой нанесен платиновый катализатор при наложении на катализатор со стороны воды отрицательного потенциала, а со стороны водорода - положительного потенциала при их разности 0,06 - 1,2 В. 1 ил., 1 табл.

coloa сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s В 01 D 59/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4427804/31-26 (22) 20.05.88 (46) 15.12.90. Бюл. ¹ 46 (72) С.В. Елецкий, М.Б, Розенкевич, Ю.А. Сахаровский, В.И. Порембский, В.П. Пахомов и В.Н. Фатеев (53) 621.039,3(088.8) (56) But!er 1.В., Rolston i.Н., Stevens W.Н, Separatiun of Hydrogen Isotopes. — А.С,S.

Symposium Series, Washington, 1978, р,33. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ .

ВОДОРОДА ИЗОТОПНЫМ ОБМЕНОМ

МЕЖДУ ВОДОЙ И ВОДОРОДОМ (57) Изобретение относится к технологии

Изобретение относится к технологии разделения изотопов легких элементов и может быть использовано для концентрирования тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития.

Целью изобретения является увеличение скорости изотопного обмена, На чертеже изображена схема установки для осуществления способа разделения изотопов водорода, На чертеже приняты следующие обозначения: 1 — мембрана из сульфированного тефлона (M Ф вЂ” 4 СК); 2 и 3 — токоподводы, 4— вода; 5 — Pt на поверхности мембраны; 6 и 7— соответственно входной и выходной патрубки для водорода; 8 и 9 — входной и выходной патруоки для Воды; GHp И.Gqgp патоки ВОДОрода и воды соответственно, л/ч; Уо и Ук— концентрация тяжелого изотопа в водороде на входе и выходе установки соответственно, ат. ; Xp и Х вЂ” конЦентРаЦиЯ тЯжелого изотопа водорода в воде на входе и выходе установки, соответственно, ат.,ь,.

» БЫ, 1613145 А1 разделения изотопов легких элементов и может быть использована для концентрирования тяжелых изотопов водорода изотопным обменом между водородом и водой.

Цель изобретения — увеличение скорости изотопного обмена. Процесс ведут на разделяющей воду и водород мембране из перфтарированного полимера с сульфокислотными ионообменными группами, по обе стороны Которой нанесен платиновый катализатор, при наложении на катализатор со стороны воды отрицательного потенциала, а со стороны водорода — положительного потенциала при их разности

0,06 — 1,2 В. 1 ил„1 табл.

Г р и м е р. Способ реализуется на установке (см.чертеж), в которой используется мембрана МФ вЂ” 4 СК толщиной 200 мкм и площадью 7 см с нанесенной на нее мелкодисперной платиной в количестве

2 мг/см . Через патрубок 6 в установку вводят водород в количестве 0,36 л/ч, содержащий дейтерий в количестве 66.2 ат."-,ь. Через патрубок 8 в установку вводят воду с природным изотопным составом в количестве

0,018 л/ч. Мольное соотношение между водой и водородом в условиях опытов равно

70, поэтому концентрация дейтерия в воде в ходе экспериментов в пределах ошибки эксперимента не изменялась, Концентрй-,, цию дейтерия в выходящем водороде, а также в исходном газе определяли методом атомной эмиссионной спектроскопии.

Полувоенные результаты приведены в таблице (Ч вЂ” приложенное к ячейке напряжение, I — наблюдаемая сила тока, Wyä — удельная скорость реакции изотопного обмена), 1613145

Как следует из результатов, приведенных в таблице, величина удельной скорости изотопного обмена в отсутствии приложенного потенциала в пределах ошибки эксперимента не зависит от потока водорода через установку. Приложение потенциала существенно (-4 раза) увеличивает скорость изотопного обмена, причем в диапазоне потенциалов (V = 0,06 — 1,20 В) степень увеличения не зависит от величины V, При напряжении V = 0,05 В величина скорости изотопного обмена аналогична скорости изотопного обмена в присутствии катализатора, изготовленного в соостветсвии с прототипом, Таким образом, осуществление изотопного обмена между водой и водородом по предлагаемому способу позволяет в несколько раз повысить удельную скорость изотопного обмена, что при прочих равных условиях приводит к существенному (в несколько раз) сокращению расхода платины на изготовление катализатора.

5 Формула изобретения

Способ разделения изотопов водорода изотопным обменом между водой и водородом с использованием платинового катализатора. отличающийся тем, что, с целью

10 увеличения скорости изотопного обмена, процесс ведут на разделяющей водород и воду мембране, выполненной из перфторированного полимера с сульфокислотными ионообменными группами, на обе стороны

15 которой нанесен платиновый катализатор. при наложении на катализатор со стороны воды отрицательного потенциала. а со стороны водорода — положительного потенциала при их разности 0,06 — 1,2 В.

EHt0,Хк

Составитель Т. Барабаш

Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Заказ 3850 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.