Устройство для деионизации материалов

 

! с

»

»

-/

«»./

В.В.Крохв, B.Ñ.Óìîâ и А.А.Лебедев (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕИОНИЗАЦИИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к химии и может быть использовано для деионизации различных материалов, электриков и диэлектриков, в частности покрытий, от посторонних ионов; наличия

5 которых на их поверхности не допускается, так как они могут нарушать физические, физико-химические параметры- свойств поверхностей, например ухудшать адгезию наносимых на эти материалы покрытий специального назначения: антикоррозионных лакокрасочных покрытий, гальванических, химических, напыленных и других покрытий, изобретение также может найти применение в приборостроении, химической, радиоэлектронной и других отраслях йромышленности.

Известно устройство для деиониза" ции воды; включающее фильтр с синте- .© тическими ионообменными смолами, в. котором растворенные в воде ионы в результате протекания ионообменных реакций с ионитами, поглощаются ими.

;При этом вследствие существования динамического равновесия ионообменной реакции, в растворе остаются остатки ионов, от которых хотят избавиться (1 1.

Недостатком устройства является то, что для деиониэации требуется значительное время и большой удельный расход ионообменных смол. К тому же, ионообменные смолы при их использовании в известных деионизационных устройствах практически не способны полностью десорбировать сорбированные материалом ионы.

Известно также устройство для деиониэации материалов, включающее корпус, электроды, засыпку и мембраны иэ перфорированного капрона (2).

Недостатком устройства является невысокая скорость деионизации.

Цель изобретения - ускорение про" цесса деионизации.

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве для деионизации мадеионизуемого материала 3. После проведения 30-минутной деионизации, размывают электрическую цепь и вынимают кассеты 8 и 9, заменяя их на свежие, производят переполюсовку кассет на обратный знак и проводят второй 30-минутный цикл деионизации.

После этого вынимают деионизуемый материал 3, очищенный от ионов.

В качестве деионизуемого материала была взята высокопористая анодированная пластина из магниевого,сплава МЛ5 с размерами 60 60 2 мм. Поры анодного покрытия на пластине были предварительно пропитаны моделирующим загрязнение 0,0 1 н. водным раствором хлористого бария, ионы которого надлежало удалить из пор на поверхности материала. Объем залитой в ванну деионизованной воды 0,35 л. Площадь каждого танталового электрода

О, 1 дм . Вес гранулированного активированного угля в кассете 2,0 г (в расчете на воздушно-сухой вес), Расстояние каждой из кассет с углем от анодированной пластины 1,0 см.

Процесс деионизации материала проводился в течение двух циклов до 30 мин каждый с переполюсовкой угля. После окончания деионизации анодированная пластина была демонтирована и выдержана в течение 1 ч в деионизованной воде для контроля на полноту ее деионизации. Качественные высокочувствительные реакции с этой водой на ионы хлора (с помощью азотнокислого серебра) и на ионы бария !с помощью серной кислоты) показали полное отсутствие в воде указанных ионов, что свидетельствовало о быстрой (1 ч) и высокоэффективной деионизации анодного покрытия на сплаве МЛ5.

4о

Для отмывки такьго же анодированного образца из сплава МЛ5 от ионов хлористого бария до уровня содержания ионов в свежей проточной водопроводной воде в известных устройствах потребовалось в 3-4 раза больше времени, чем при деионизации в предлагаемом электрохимическом устройстве.

Преимущество предлагаемого устр-,1йства заключается в резком ускорении процесса деионизации материалов с одновременным повышением его эффективности, в значительном сокращении расхода дистиллированной воды, в исключении обратной сорбции (загрязнении) материалом ионов из раствора.

3 929743 ф териалов, включающем корпус, электроды, засыпку и мембраны из перфорированного капрона, мембраны выполнены в виде кассет, в которых помещена засыпка и электроды, и засыпка выполнена из активированного угля.

В устройстве обеспечивается электрохимический отрыв ионов от поверхности деионизируемого материала в дистиллированную воду с последующей их электросорбцией на электрически заряженном гранулированном активированном угле и удалением этой кассеты с углем из ванны. При этом в процессе электросорбции (поглощения ионов) участвует вся масса электросорбента (гранулированного активированного у -ля), и за счет электрического поля, создаваемого электродами, удается необратимо деионизовать все ионы с пото верхности целевого материала и из раст вора.

Процесс деионизации занимает мало времени и отличается высокой степенью деионизации материала.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит пластмассовую емкость 1 с дистиллированной водой

2, в которую помещен деионизуемый зо материал 3, установленный на Ьпоре

4 и фиксированный сверху фиксатором

5. На коррозионностойкие, например танталовые электроды 6 и 7 установлены кассеты 8 и 9 с предварительно увлажненным гранулированным активированным углем. Наружная поверхность кассеты прямоугольной формы изготовлена из перфорированного капрона, внутри которого помещен гранулированный активированный уголь. Токоподвод к гранулированному активированному углю осуществляется от электрода через танталовый штырь, который входит .в танталовую трубку, выполняющую роль электрического провод- 5 ника между электродом и углем.

Электропитание угля осуществляется от источника 10 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

После подачи на электроды постоянного напряжения гранулированный активизированный уголь в кассете 8 заряжается положительно, а в кассете

9 - отрицательно, благодаря чему на 55 них происходит электросорбция противоположно заряженных ионов, которые в электрическом гюле отрываются от

929743 . 6 засыпка и электроды, и засыпка выполнена из активированного угая.

Формула изобретения

Составитель О. Зобнин

Редактор О.Юрковецкая Техред Е. Харитончик Корректор М.Демчик

Заказ 3421/37 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, óë.Ïðîåêòíàÿ, 4

Устройство для деионизации материалов, включающее корпус, электроды, .засыпку и мембраны из перфорированного капрона, отличающее с я тем, что, с целью ускорения процесса деионизации, мембраны выполнены в виде кассет, в которых помещена

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал Прикладной химии. 1962, т.35, 11 1, с.60.

2. Богатырев В.Л. Иониты в смешанном слое. М., "Химия", 1968, с.151.