Способ обработки анионообменной мембраны ма-40 в растворе пероксида водорода

Авторы патента:

H01M2/14 - сепараторы; мембраны или диафрагмы; прокладки и распорки

Владельцы патента RU 2554927:

Тураев Дмитрий Юрьевич (RU)

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения переноса через обработанную таким способом мембрану под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов). В предложенном способе сухую анионообменную мембрану выдерживают при комнатной температуре в 1-50% водном растворе пероксида водорода в течение 1-14 суток. К техническому результату заявленного изобретения следует также отнести повышение срока службы мембраны при сохранении ее механической прочности. 1 пр.

Использование: анионообменная мембрана марки МА-40, предварительно прошедшая химическую обработку в растворе пероксида водорода, может быть использована в гальваническом производстве в мембранных электролизерах, предназначенных для очистки промывной воды ванн улавливания от хромат-, бихромат- и полихромат-ионов методом мембранного электролиза.

Изобретение относится к способу химической обработки анионообменной мембраны марки МА-40 в растворе пероксида водорода с целью облегчения миграции (переноса ионов при пропускании электрического тока) через обработанную таким способом мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при использовании обработанной мембраны в мембранных электролизерах, предназначенных для очистки промывной воды ванн улавливания от хромат-, бихромат- и полихромат-ионов методом мембранного электролиза.

Предлагаемый способ позволяет модифицировать анионообменную мембрану МА-40 химическим методом таким образом, что миграция через обработанную мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при пропускании электрического тока не сопровождается повышением напряжения на электролизере более 12-16 В при плотности тока на мембране 2-4 А/дм².

Целью изобретения является разработка способа модификации мембраны МА-40, позволяющего облегчить миграцию через мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов).

В качестве объекта применения изобретения взята анионообменная мембрана марки МА-40.

Сущность изобретения: из уровня техники известны ионообменные мембраны, их свойства и способы обработки промышленных ионообменных мембран с целью увеличения их химической стойкости, селективности, электропроводности, механической прочности и т.д. [1-4].

При использовании мембраны МА-40 для очистки промывной воды от соединений шестивалентного хрома методом мембранного электролиза процесс очистки прекращается, поскольку соединения шестивалентного хрома окисляют анионообменную смолу с образованием малорастворимых полимерных соединений, которые обладают низкой электропроводностью и препятствуют миграции соединений шестивалентного хрома через мембрану.

Для решения этой проблемы в [5] предложен способ обработки анионообменной мембраны МА-40 в растворе, содержащем персульфат калия или аммония 50-70 г/л и серную кислоту 50-70 г/л, который является наиболее близким прототипом.

Предложенный в [5] способ имеет недостаток, поскольку используется сильный окислитель и сильнокислая среда, что может снизить механическую прочность армирующей ткани из органического материала (капрона) и, как следствие, уменьшить срок службы мембраны в целом.

Недостаток прототипа [5] устраняется при использовании для обработки мембраны МА-40 более слабого окислителя - раствора пероксида водорода.

Отсутствие добавки сильной минеральной кислоты (серной кислоты) сильно ограничивает окислительные свойства раствора пероксида водорода, что позволяет избежать возможного ухудшения механических свойств армирующей ткани.

Использование более слабого окислителя - раствора пероксида водорода - для обработки мембраны требует большего времени для достижения требуемого результата - изменения химических свойств мембраны, способствующих облегчению миграции через мембрану анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов) при пропускании электрического тока.

Способ обработки мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода заключается в следующем. Сухую мембрану обрабатывают путем погружения в 1-50% водный раствор пероксида водорода, процесс проводится без нагревания. Корректировка раствора осуществляется добавлением соответствующего количества раствора пероксида водорода. Время обработки от 1 до 14 суток. Конец обработки - цвет мембраны должен быть белым, либо бело-желтым. После обработки мембрана промывается большим количеством холодной водопроводной воды и хранится под слоем воды.

Модификация анионообменной мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода приводит к возможности ее длительного использования в мембранных электролизерах, предназначенных для извлечения хромат- и бихромат-ионов из промывной воды ванн улавливания.

Ниже приведен пример химической обработки анионообменной мембраны МА-40 в растворе пероксида водорода.

Пример 1

Сухую анионообменную мембрану МА-40 полностью погружают, например, в 10% или 30% водный раствор пероксида водорода, находящийся при комнатной температуре, и оставляют в этом растворе на 14 и 7 дней соответственно. По истечении этого времени цвет мембраны должен быть белым либо бело-желтым, что указывает на конец химической обработки. После этого мембрана промывается большим количеством холодной водопроводной воды и хранится под слоем воды.

Источники информации

1. Мазанко А.Ф., Камарьян Г.М., Ромашин О.П. Промышленный мембранный электролиз. - М.: Химия, 1989, с. 240.

2. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. /Кульский Л.А. - 4-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наук. Думка, 1983, - с. 528.

3. Краткий справочник по химии. /Под. ред. О.Д. Куриленко. - 4-е изд., испр. и доп. - Киев: Наукова Думка, 1974, - с. 991.

4. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. - М.: Наука, 1996. - 392 с.

5. Тураев Д.Ю. Способ модификации анионообменной мембраны МА-40. Патент RU 2303835 С2 Россия. Заявлено 26.09.05. Опубликовано 27.07.07 Бюл. №21.

1. Способ химической обработки анионообменной мембраны МА-40, предназначенный для облегчения переноса через нее под действием электрического тока анионов, содержащих соединения шестивалентного хрома (хромат, бихромат- и полихромат-анионов), отличающийся тем, что сухую анионообменную мембрану МА-40 выдерживают при комнатной температуре в 1-50% водном растворе пероксида водорода в течение 1-14 суток.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу обработки полученной методом экструзии и каландрирования сепараторной ленты, поры которой заполнены реологической жидкостью, и может быть использовано при изготовлении сепараторов для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Способ и устройство для изготовления сепаратора для полимерэлектролитного топливного элемента. // 2516342

Предложенное изобретение относится к области электротехники, а именно, к способу изготовления из листового материала сепаратора для топливного элемента, содержащего формованные или профилированные выпуклости и вогнутости, и устройству для изготовления указанного сепаратора.

Батареи с электродами в виде покрытия, нанесенного прямо на нанопористые сепараторы // 2513988

Предложены литиевые батареи, содержащие (а) пакет сепаратор/катод, содержащий слой токового коллектора катода, располагающийся между первым катодным слоем и вторым катодным слоем и нанесенный одной стороной первого катодного слоя на пористый сепараторный слой, при этом первый катодный слой нанесен в виде покрытия прямо на сепараторный слой; (б) пакет сепаратор/анод, содержащий слой токового коллектора анода, располагающийся между первым анодным слоем и вторым анодным слоем и приклеенный одной стороной первого анодного слоя к пористому сепараторному слою, при этом первый анодный слой нанесен в виде покрытия прямо на сепараторный слой; и (в) электролит, при этом батареи содержат чередующимися слоями пакет сепаратор/катод и пакет сепаратор/анод.

Способ обработки пористого материала // 2482570

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу обработки пористого материала, и может быть использовано при изготовлении устройств для преобразования химической энергии в электрическую, например при изготовлении сепараторов для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Полимерная композиция и полученные из нее формованные изделия // 2462491

Изобретение относится к полимерной композиции, которая квазистабильно содержит большое количество функционального компонента, и полученным из нее полимерным продуктам - формованным изделиям с хорошими изоляционными свойствами и фильтром для пылеулавливания, грязеотталкивающим продуктам, для прокладок, пленкам, волокнам, а также полученным из нее адгезивам, чернилам, краскам, порошковому катализатору.

Способ и устройство для изготовления сепаратора, используемого в полимерэлектролитном топливном элементе // 2459318

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления сепаратора, используемого в полимерэлектролитном топливном элементе. .

Органический/неорганический композитный разделитель, имеющий пористый активный покрывающий слой, и содержащее его электрохимическое устройство // 2455734

Изобретение относится к разделителю электрохимического устройства. .

Электрохимическое устройство, имеющее различные типы сепараторов // 2451367

Изобретение относится к электрохимическому устройству, такому как литиевая аккумуляторная батарея, и конкретнее к электрохимическому устройству, имеющему различные типы сепараторов.

Многослойная, микропористая полиолефиновая мембрана, способ ее получения и сепаратор аккумулятора // 2431521

Изобретение относится к технологии получения многослойных микропористых мембран и может быть использовано при производстве сепараторов аккумуляторов. .

Полимерные мембраны для топливных элементов, основанные на интерполиэлектролитных комплексах полианилина и нафиона или его аналогов (варианты) // 2428767

Изобретение относится к полимерным мембранам, основанным на композициях, включающих интерполиэлектролитные комплексы, содержащие полианилин в форме эмеральдина и Nation® (DuPont) или МФ-4СК (ОАО Пластполимер, Россия, Санкт-Петербург), или их аналоги, а также к способу получения полимерных мембран, предназначенных для применения в низкотемпературном или высокотемпературном полимерном топливном элементе.

Транспортирующее сепаратор устройство и способ транспортировки сепаратора // 2554928

Изобретение относится к транспортирующему сепаратор устройству (300) и содержит: удлиненные роторы (310, 320), которые удерживают материал сепаратора (S), который непрерывно подают на них, на их внешних периферийных поверхностях (311); и режущие блоки (350), которые режут материал сепаратора в состоянии, в котором материал сепаратора удерживают на внешних периферийных поверхностях удлиненных роторов, и вырезают сепараторы предварительно определяемой формы. Затем сепараторы, вырезанные с помощью режущих блоков, транспортируют посредством вращения удлиненных роторов. Сепараторы вырезают на внешних периферийных поверхностях удлиненных роторов, и, соответственно, натяжение, действующее на сепараторы в тот момент, когда сепараторы режут, становится одинаковым, и форма сепараторов после резания сепараторов становится стабильной. Вырезанные сепараторы транспортируют посредством вращения удлиненных роторов, сохраняя стабильную форму сепараторов после вырезания сепараторов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил.

Полимерные мембраны для топливных элементов, основанные на смесях азотсодержащих полимеров и нафиона или его аналогов // 2573523

Изобретение относится к полимерным мембранам для низко- или высокотемпературных полимерных топливных элементов. Протонопроводящая полимерная мембрана на основе полиэлектролитного комплекса, состоящего из: а) азотсодержащего полимера, такого как поли-(4-винилпиридин) и его производные, полученные посредством алкилирования, поли-(2-винилпиридин) и его производные, полученные посредством алкилирования, полиэтиленимин, поли-(2-диметиламино)этилметакрилат)метил хлорид, поли-(2-диметиламино)этилметакрилат)метил бромид, поли-(диаллилдиметиламмоний) хлорид, поли-(диаллилдиметиламмоний) бромид, б) Нафиона или другого нафионподобного полимера, выбранного из группы, включающей Flemion, Aciplex, Dowmembrane, Neosepta и ионообменные смолы, содержащие карбоксильные и сульфоновые группы; в) жидкой смеси, включающей растворитель, выбранный из группы, включающей метанол, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, изобутиловый спирт, трет-бутиловый спирт, формамиды, ацетамиды, диметилсульфоксид, N-метилпирроллидон, а также дистиллированную воду и их смеси; в которой молярное отношение азотсодержащего полимера к Нафиону или нафионподобному полимеру находится в пределах 10-0,001. Мембранные материалы на основе таких смесей могут быть получены путем отливки указанных смесей на плоскую поверхность при температуре и давлении, достаточных для испарения соответствующего растворителя. Протонная проводимость изготовленных мембран на основе указанных смесей превышает протонную проводимость Нафиона и его аналогов, мембраны также обладают лучшей износостойкостью, не имеют какого-либо падения проводимости при 90°C, что обеспечивает более высокие рабочие температуры и лучшую стабильность по сравнению с Нафионом или его аналогами. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

Термостойкий слой для неводной и твердотельной батареи и способ его получения // 2585252

Изобретение относится к области электротехники, а именно к неводному электрохимическому элементу, имеющему термостойкое покрытие на по меньшей мере одном из отрицательного электрода, положительного электрода и сепаратора, если он предусматривается. Термостойкое покрытие может потреблять тепло в элементе для стабилизации работы элемента, действовать в качестве электрического изолятора для предотвращения короткого замыкания элемента. Повышение механической прочности и компрессионной стойкости компонента с указанным покрытием является техническим результатом изобретения. В определенных вариантах осуществления изобретения термостойкое покрытие служит в качестве твердотельного электролита для получения твердого электрохимического элемента. Предложены также способы изготовления электрохимического элемента с термостойким покрытием. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 10 ил., 5 пр.

Способ плазменного напыления для изготовления ионопроводящей мембраны // 2602210

Изобретение относится к способу изготовления ионопроводящей мембраны, обладающей ионной проводимостью, плазменным напылением. Мембрану осаждают в виде слоя (11) на подложку (10) в рабочей камере. Исходный материал (Р) напыляют на поверхность подложки (10) в форме рабочего пучка (2) посредством рабочего газа (G). Исходный материал вводят в плазму при низком рабочем давлении, которое составляет не более 10000 Па, и частично или полностью расплавляют в ней. В рабочую камеру (12) во время напыления подают кислород (О2; 22) с расходом, который составляет по меньшей мере 1% от общего расхода рабочего газа. Технический результат состоит в повышении качества ионопроводящей мембраны. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.