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DE2523278A1 - Elektrochemische zelle - Google Patents

Elektrochemische zelle

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Publication number
DE2523278A1
DE2523278A1 DE19752523278 DE2523278A DE2523278A1 DE 2523278 A1 DE2523278 A1 DE 2523278A1 DE 19752523278 DE19752523278 DE 19752523278 DE 2523278 A DE2523278 A DE 2523278A DE 2523278 A1 DE2523278 A1 DE 2523278A1
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DE
Germany
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diaphragm
filler
cell
polymeric material
cell according
Prior art date
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DE19752523278
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DE2523278C2 (de
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Kevin Thomas Mcaloon
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
Priority claimed from GB23275/74A external-priority patent/GB1503915A/en
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Publication of DE2523278A1 publication Critical patent/DE2523278A1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • C25B13/08—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on organic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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    • C25B13/02—Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form

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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

DR.-ING. H. FINCKE Dl Ρ_. -,CJ. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER
Pcfenlanwä't* Or. Finde ■ Bohr · Sfoeger . 8 München 5 .iMOItiritroSa
8 MÜNCHEN 8, 3. JUni - I97SJ
MüliersfraDs 31 Fernruf: (06?)·264060 Telegramme: Claims MOnchin Telex: $23703 claim d
Mappe No.
BiIIe in der Antwort angeben
IJI Ca::α Hü.27G21/27022
ι Imperial Chemical Industries Limited, London/Grossbritannien
"Elektrochemische Solle"
Prioritäten;
. Mai I974 - GRaSSBBITAIWIEi Nr. 23275/74 , >Iai1974 - GHOSSBRITAΝΚΙΗΓϊϊγ·. 23316/7·1!·
Die Erfindung bezieht sich auf die Verv/endung von porösen Diaphragmen in elektrochemischen Zellen.
JKo Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verv/crui ir··; von porösen Diaphragmen auf der Basis von" Telu'of iuorv L'hyl«ri:)o]y:neren. Solche Diaphragmen cifTicn sich licKopOo-rt: Tür ί.ίίο Verv/ondung in iicllen zur Elekürolyö« von A.Ll:u I.U:·. ui' Ιο ϊ·1 ο? id iö s un -^e η.
5098A9/0785
ik vnth.rnlmn ltoynr Vei.-insl.o-'k Μΐιι-Ί-κι-. Κ· ·■·■■ .'.JI
• l··1--1· Λ - . >-■ ;■ ■<'!!■ .."> 1I .'■ ,
ORfQINAL
In tier., GB-PS 1 .031 04-δ ist ein Verfahren zur Herstellung von porösen Diaparasiten beschrieben, welches dadurch ausgeführt wird., dass ir.an eine wässrige Aufschlämmung oder .Dispersion von rolytetrafluprabhylen und einem festen teilchenförmigen Zusats, wie .2.B. Stärke, iiers tollt, ein organisches. Koaguliei'ungsrnittel,. wie .z*B. 'Aceton, zu aev Dispersion zugibt und dann die. koegulierte Dispersion trocknet. Hierauf w?.rd ein organisches Gleitmittel» v;ie z.B. Pctroläther, dem getrockneten .koagulier.ten Material zubegeben, welches als Verarbeitungshilfsinittel dient, wenn das Material in eine Tafel gewalst wird. Nach Beendigung des WaIzVorgangs wird die Stärke entfernt, wobei das sGwünscht.e.-'"porcs3 Diaphragma entsteht. Das Gleitmittel kann gegebenenfalls auch entfernt v/erden. Die Verwendung von organischen Gleitmitteln macht es .jedoch schwieri.;,. poröse Pol.ytetrafluoräthylend.iaphrag;nen mit einem hohen Grad, von Reproduaierbarkeit herzustellen. ;
Ein verbessertes Verfahren zur,Herstellung von porösen Diaphragmen, -bei v;elchem das organische Gleitmittel durch Wasser als Gleitmittel ersetzt wird, .ist in der GB-FA 5351/72 beschrieben. Dieses Verfahren ber-t<5hc darin, dass nisrj eine wässrige Aufschlämmung oder .Dispersion, welche l'olyte.brafluoräthylcn und einen .entfernboren üeilciicnförraiscn Zusatz, v;ie Stärke enthält, herstellt, diese wässrige Aufschlämmung oder- Dispersion. 3ur .Eewii'-kurifj oirier Agglomeration der. ciarin vorliegenden festen Teilchen eindickt, aus der eingedickten Aufschlämmung..oder Dispe-r;!ioi) ein tioifrartiges Material, welches ausreichend Wasser .air1· Gleitmittel für die nachfolgende Ta feihorstr]. iunf,· enl.hü.1 !., erzeugt, eine Tafel,der gewünschten. Dicke 0.1·.-. den: Toi!·: horsteilt und den .resten teilchenförmigen ',ahm: \.y. auf. rtar TuTaI e η ti" e .ent, um die gewünscht·? _j'c;-t*f:; it.' "t \;\i i-r-Kielen. . .
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BAD ORißiMAL COPy
Wie bereits erwähnt, besteht ein geeigneter entfernbarer fester teilchen!*örmiger Zusatz aus Stärke, wie s.3. Maisr- und/oder Kartoffelstärke, oder aus einer wasserunlöslichen anorganischen Base oder einem wasserunlöslichen anorganischen Carbonat, wie s.S. Calciumcarbonat. Gegebenenfalls kennen diese festen teilchenförmigen Zusätze aus dem Diaphragma vor öer Einführung des Diaphragmas in die Zelle entfernt werc.en, beispielsweise durch Einweichen des Diaphragmas in einer Säure, vorzugsweise einer Mineralsäure, beispielsweise Salzsäure. Das Diaphragma wird dann mit V/ass.er gewesenen, um die Säure zu entfernen und in noch nassen Zurtanö in eine Zelle eingebaut. Es ist nötig, während des Einbauπ das Diaphragma nass zu halten, um ein Zu 3D mn: en sacken der Poren zu verhindern. Dies führt zu beträchtlichen Schwierigkeiten, da das Diaphragma sowohl extrem nass als auch extrem schlüpfrig ist.(die letztere Tatsache ergibt sich aus den Eigenschaften des Polytetrafluoräthylens). Weitere Nachteile, die sich aus der Verwendungvon vorextrahierten Diaphragmen ergeben, bestehen in der Schwierigkeit, eine ausreichende Straffheit des nassen Diaphragmas während des Einbaus in die Zelle sicherzustellen und in der Möglichkeit, dass Lecke an der Dichtung auftreten, die entlang den nassen Kanten des Diaphragmas angeordnet werden. Alternativ können die festen teilchenförmigen Zusätze aus dem Diaphragma in situ in der Zelle entfernt werden, wie es beispielsweise in der GB-PA 54·168/7'3 beschrieben ist, gemäss welcher die Entfernung £adurch ausgeführt wird, dass man die Zelle mit Arbeitselektrolyt (beispielsweise einer Alkalimetallchloridlösung) füllt und den Elektrolyt elektrolysiert. Dies vermeidet die oben erwähnten Nachteile, die bei der Vorextraktion von Diaphragmen auf treuen. Dabei k.-mti aber eine Vorunrcipigung cer Zellenflüssigkei"; durch OxidaUions- ['.VOO \-V. te sty ttfind en.
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Es wurde nunmehr gefunden, dass die erwähnten Nechteile, die mit der Herstellung, der Handhabung oder dem Gebrauch von porösen Diaphragmen verknüpft sind, dadurch verringert oder sogar beseitigt werden können, wenn man Diaphragmamaterie lien verwendet, die auf porösem Polytetrafluorethylen besieren, das in einer besonderen Weise hergestellt worden ist.
Die Erfindung betrifft eleo eine elektrochemische Zelle mit einer Anode und einer Kathode, die durch ein Diaphragma voneinander getrennt sind, wobei das Diaphragma aus einem porösen polymeren Material besteht, welches Polytetrafluoräthyleneinheiten enthält, wobei das Material eine Mikrostruktur aufweist, die durch Knoten, welche über Fibrillen miteinander in Verbindung stehen., charakterisiert ist.
Die elektrochemische Zelle ist vorzugsweise eine elektrolytische Diaphragmazelle für die Elektrolyse einer wässrigen Alkalimetallchloridlösung zur Herstellung von Chlor und eines Alkalimetallhydroxids, beispielsweise Chlor und Natriumhydroxid aus Natriumchloridlösung.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Elektrolyse von wässrigen Lösungen von ionisierbaren chemischen Verbindungen in einer elektrochemischen Zelle, die mit einem Diaphragma ausgerüstet ist, welche aus den oben erwähnten porösen polymeren'Material.besteht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Diaphragma für die Verwendung in einer elektrochemischen Zelle, welches aus dem oben erwähnten porösen polymeren Material besteht und welches weiterhin einen nicht-entfernbaren Füllstoff enthält, der gegenüber den Flüssigkeiten in der Zo31e chemisch
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t · · ν Ι ·
fl * · C · · I
beständig ist und der in das poröse polymere Materiel bei einer Stufe einverleibt wird, die sich an die Herstellung des porösen polymeren Materials anschliesst.
Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Typen von elektrochemischen Zellen anwendbar, wie z.B. Olefinoxidationszellen, Brennstoffzellen und Batterien.
Das poröse polymere Material, welches das Diaphragma gemäss der Erfindung bildet, ist in der GB-PS 1 355 373 (entspricht ZA-PS 713 287) beschrieben.
Dieses poröse polymere Material wird durch ein Verfahren hergestellt, welches dadurch ausgeführt wird, dass man einen Formgegenstand aus einem Tetrafluoräthylenpolymer durch Extrudieren einer Paste des Polymers herstellt, den Formgegenstand durch Strecken in ein oder mehreren Richtungen ausdehnt, das Polymer in diesem gestreckten Zustand auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Polymers erhitzt und den resultierenden porösen Gegenstand während des Abkühlens in diesem gestreckten Zustand hält. Die Porosität, die durch Expansion gebildet wird, wird beibehalten, da bei der Wegnahme der Spannung vom abgekühlten fertigen Gegenstand nur ein geringes oder gar kein Koaleszieren oder Schrumpfen eintritt. Die optimale Wärmetemperatür liegt im Bereich von 350 bis 37O0G. Die Erhitsiingsperioden-können im Bereich von ungefähr 5 see bis ungefähr 1 st liegen.
Das Strecken wird biaxial durchgeführt.
Die Porosität der gesinterten Tafel kann dadurch verändert werden, dass man leichte Modifizierungen in das Herstellungsverfahren einführt. Inabesondere ergibt eine Erhöhung
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J)I III.
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•des Streckverhältnisaes ein Produkt mit hoher Porosität. Die Temperatur .der Wärmebehandlung des Produkts ist ein weiterer wichtiger Parameter, da es möglich ist, die Dehnbarkeit des Tetrafluoräthylenpolymers zu erhöhen, wenn das Produkt bei 3270C oder mehr wärmebehandelt wird. ; Da .die Porosität des Diaphragmas durch Abwandlung der Horsteliungsbedingungen verändert werden kann, können Diaphragmen· mit unterschiedlichen Lösungsdurchlässigkeiten erhalten werden, so dass die Porosität und damit die Durchlässigkeit des Diaphragmas gemäss der Diaphragmazellengrösse und der Diaphragmazellenform ausgewählt werden kann, um eine wirksame Alkalihalogenidumwandlung zu erzielen.
. Das poröse polymere Material, welches in der GB-PS 1 355 373 beschrieben ist, kann auch Füllstoffe, wie z.B.. Asbest, Russ, Pigmente, Glimmer, Siliciumdioxid, Titan- · dioxid, Glas und Kaliumtitanat enthalten. Die Füllstoffe werden mit der Tetrafluoräthylenpolymerpaste vor dem · Extrudieren des Polymers in einem Formgegenstand gemischt.
Gemäss der Erfindung wird das poröse polymere Material in·einer Tafelform verwendet. Es wurde gefunden, dass gute ; Resultate erhalten werden können, wenn man die porösen j Polytetrafluorathylen.tafeln im Anschluss an ihre Herstellung durch Strecken und Erhitzen, wie es oben beschrieben ist, mitseinem Füllstoff behandelt. Der gemäss der Erfindung zu verwendende Füllstoff ist ein solcher, der nicht-entfernt werden kann, chemisch gegenüber den j Flüssigkeiten in der Zelle beständig ist und das Polytetrafluoräthylen benetzbar macht.
! ■ Ein Verfahren zur Einverleibung des Füllstoffs in die j ■ poröse Polytetrafluoräthylentafel besteht darin, die Tafel
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in eine konstant bewegte Suspension des Füllstoffs in einer organischen Flüssigkeit, wie z.B. in einem aliphatischen Alkohol, beispielsweise Isopropylalkohol| einzutauchen.'
Ein alternatives Verfahren zur Einverleibung des Füllstoffs in die poröse Diaphragmatafel aus Polytetrafluorethylen besteht darin, die Tafel mit einem hydrolyaierbaren Vorläufer des Füllstoffs zu imprägnieren und dann den Vorläufer in situ in der Tafel durch die Einwirkung von Wasser oder einer alkalischen Lösung zu hydrolysieren. Der Füllstoff wird durch diese Technik in einer hydratisierten Form erhalten.
Der Füllstoff kann ein organisches Material sein, welches das Diaphragma benetzbar macht, ist aber vorzugsweise ein anorganisches Material, wie z.B. ein anorganisches Oxid. Die Verwendung von Titandioxid oder Zirkoniumoxid wird besonders bevorzugt.
Der Füllstoff wird so ausgewählt, dass seine Teilchengrösse kleiner ist als die grösste Porengrösse der porösen Polytetrafluoräthylentafel.
Wenn der Füllstoff durch Hydrolyse einverleibt wird, dann bestehen geeignete Vorläufer aus Tetrabutyltitanat, Titantetrachlorid uhd Zirkoniumoxychlorid.
Die Einführung von Füllstoffen in das Diaphragma gibt zur Bildung von rege Irr .ässij; geformten Löchern Anlass, war» besonders vorteilhaft ist, da das Elektrolyseverfahren wirksamer wird, und zwar zumindest teilweise aufgrund der f-jlatten und wirksamen Abgabe von Produktgasen, d.h. Chlor und Wasserstoff, von der Oberfläche des Diaphragmas unter
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— B —
Arbeitsbedingungen. Zusätzlich wird durch die Anwesenheit von Füllstoffen die Festigkeit des Diaphragmas modifiziert, insofern, als die üimensionelle Stabilität des Diaphragmas unter den Arbeitsbedingungen der Zelle verbessert wird, so dass das Verhalten des Diaphragmas eine lange Zeit unter Zellenbedingungen konstant bleibt.
Die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Diaphragmen sind hoch porös, dimensioneil stabil und chemisch gegenüber den Flüssigkeiten in der Zelle beständig.
Die Verwendung dieser Diaphragmen ist besonders vorteilhaft in einer ChloralkeIiseile, da anders als die herkömmlichen Polytetrafluoräthylendiaphragmen diese hochporösen fibrillierten Diaphragmen amorph verankert werden können. Dieses Material kann mit sich selbst oder mit anderen Materialien verbunden werden, wie z.B. mit Metallen, die als Anoden und Kathoden verwendet werden, wie z.B. Titan oder Eisen, und mit Metallen oder Bindemitteln, die in Zellenbasen verwendet werden, wie z.B. Aluminium, wobei Druck oder Wärme oder entweder anorganische oder organische Bindeharze, wie z.B. Epoxypolyester und PoIyiriethylmethacrylat, verwendet werden. Die Leichtigkeit, mit der komplizierte Diaphragmaformen hergestellt werden können, stellt eine v/ei te Verwendung der Diaphragmen bei den verschiedensten Zellen mit den verschiedensten Bauforir.en 'sicher. ·*
Die Erfindung wird nun näher durch Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Ein Stück aus einer porösen Polytetrafluoräthylentafel mit den Abmessungen 12,6 cm χ 9,6 cm χ 1 mm ("GOEE-TEX" Sorte L1O213; hergestellt von W.L. Gore and Associates,
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Inc., USA, gemäss dem Verfahren der GB-PS 1 355 573) wurde aufeinanderfolgend mit einer 10 #igen (G/G) wässrigen lösung von Natriumhydroxid bei Ra um tempern tür während 2 st, mit einer 10 #igen (G/G) wässrigen Lösung von Salzsäure bei Raumtemperatur während 2 st und einer 10 #igen (G/G) wässrigen Lösung von Natriumdihydrogenphosphat beim Siedepunkt der Lösung (ungefähr 1CO0C) während 1 st behandelt.
Die Polytetrafluorathylentafel wurde in eine vertikale Diaphragmazelle für die Elektrolyse von Natriumchlorid eingebaut-*· Die Zelle war mit einer Weichstahldrahtnetzkathode versehen und besass einen Anoden/Kathoden-Abstand von 9 mm. Eine Kochsalzlösung wurde durch die Zelle mit einer Geschwindigkeit von 24-5 ml/st von einem 9,5 cm hohen Kopf hindurchgeführt. Dies entspricht einer Durchlässig-
2 keit von 0,215/st. Bei Anwendung eines Stroms von 2 kA/m wurde eine Spannung von 4·,03 V erhalten. Die Zelle arbeite ue mit einer Strorr.ausbeute von 95*2 #, was einer Salzumwandlung von 51 % entspricht.
Beispiel 2
Ein-Stück aus einer porösen Polytetrafluorathylentafel mit den'Abmessungen 12,6 cm χ 9,6 cm χ 1 mm ("GORE-TEX", Sorte L10213; hergestellt von W.L. Gore and Associates, Inc., USA, gemäss dem Verfahren der GB-PS 1 355 373) wurde aufeinanderfolgend mit einer 10 #igen (G/G) wässrigen Lösung von Natriumhydroxid bei Raumtemperatur während 2 st, mit einer 10 ?Ügen (G/G) wässrigen Lösung von Salzsäure bei Raumtemperatur während 2 st,und mit einer 10 #igen (G/G) wässrigen Lösung von Ilatriumdihydrogenphosphat beim Si.ecopLin·.L der Lösung (ungefähr 100°C) während 1 sfc behandelt und abschließend in eine konstant gerührte 10 #i (G/G) Suspension von Titandioxid (durchschnittliche Teil-
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- ίο -
chengrösse 0,2 .ü) in Isopropylalkohol v;ährend 5 st eingetaucht. ·
Die ir.it Titandioxid imprägnierte Polytetrafluorethylentafel wurde entnommen, mit Isopropylalkohol gewaschen, um überschüssigen Feststoff zu entfernen, und dann in eine vertikale Diaphragma zelle für die Elektrolyse von Katriurr.-chlorid eingebaut. Die Zelle war mit einer Weichstahldrahtnetzkathode ausgerüstet und hatte einen Anoden/Kathoden-Abstand von 9 mm. Eine Kochsalzlösung wurde durch die* Zelle mit einer Geschwindigkeit von 315 ml/st von einem Kopf mit einer Hohe von 12,,0 cm hindurchgeführt.. Das entspricht einer Durchlässigkeit von 0,218/st. Bei Anwendung eines Stroms von. 2 kA/m ergab sich eine Spannung von 3,26 V. Die Zelle arbeitete mit einer Stromausbeute von '95,9 #, was einer Salzumwandlung von 48,5 CJ> entspricht.
Beispiel 3
Ein Stück einer porösen Polytetrafluoräthylentafel·("GORETEX") , die gemäss der GB-PS 1 355 373 hergestellt worden war, v/urde in Isopropylalkohol annähernd 30 min vorgeweicht. Die Tafel wurde dann mit einer Lösung von Tetrabutyltipanat in Isopropylalkohol (15 i> V/V) 30 min behandelt. Die Tafel wurde gewalzt und intermittierend während· diesen Zeitraums bewegt, um eine homogene Diffusion des Tetrobutyltitanats sicherzustellen. Die Hydx'olyse des Tetrabutyltitanats zu hydratisiertem Titandioxid wurde dadurch ausgeführt, dass die Tafel 30 min in Wasser eingotaucht wurde. Die gefüllte Tafel wurde dann als nächstes mit einer 20 #igen (G/G) Lösung von Natriumhydroxid während 30 min behandelt. Abschliessend wurde die Tafel vor dem Einbau in die elektrolytische Zelle in Isopropylalkohol eingeweicht.
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COPY
Die Zelle wurde während 84 Tagen belastet. Die folgenden
2 Resultate waren typisch. Für eine 120 cm -Zelle war die
ρ
Zellenspannung bei 2 kA/m gleich 3,20 V; Durchlässigkeit
—1
0,5c5 st ; Katriunhydroxid'im Katholyt 9^,4 g/1; NotriLTic I; j or id 1is1,4 j/l; Stroiiiaupboute 97S 5 ?j'entsprechend einer »jalzunwandlur,«;; von 44,7 '/*·
Ein Stück einer porösen Polytatrafluoräthylentafel ("GORE-TEX"), die'seinäss GB-PS 1 355 373 hergestellt worden war, v/urde in Isopropylalkohol vergeweicht. Die Tafel wurde dann 50 min in einer Lösung behandelt, die 100 Teile TitanteLrochlorid enthielt, zu welcher langsam 100 Teile ATiinoniunhydroxidlösung in einem Eisbad zugegeben wurden (0,3b S/G HH OH wurde:verwendet). Die Tafel wurde dann . gewaschen und vor dem Einbau in eine elektrolytische Diaphragmazelle in Isopropylalkohol eingeweicht.
Die Zelle würde 14 Tage belastet. Die folgenden Resultate
ο
waren typisch. Für eine 120 cm -Zelle war die Zellenspannunp;
bei 2 kA/m2 gleich 3,55 V; Durchlässigkeit 0,57 st"1; Natriumhydroxid im Katholyt 111 g/l; Natriumchlorid 157 g/I; Stromausbeute 90,3 % entsprechend einer Salzumwandlimg von 50,8 %.
Beispiel 5 ·
Ein Stück einer porösen Polytetrafluoräthylentafel.("GORETEX"), die gemäss G3-PS 1 355 373 hergestellt worden war, wurde in Isopropylalkohol vorgeweicht. Die Tafel wurde dann 30 min in einer 15 #igen (G/v) Lösung von Zirkoniumoxychlorid in 40 ml Wasser und 160 ml Isopropylalkohol behandelt. Hydrolyse des Zirkoniumoxychlorid3 und Waschen mi-t Wasser wurde während etwa 30 min durchgeführt. "Ab-
509849/0785 . copy
schliessend wurde die Tafel 30 min in Isopropylalkohol eingeweicht, bevor sie in eine elektrolytische Diaphragmazelle eingebaut wurde.
Die Zelle wurde 15 Tage belastet. Bei einer 120 cm -Zelle
und 2 kA/iR wurde eine Zellenspannung von 3,GO V und eine Durchlässigkeit von 0,202 st erzielt.
Patentansprüche:
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Claims (1)

  1. PA ΤΕΝΤΑ KSPRüCftS:
    1. Elektrochemische Zelle mit einer Anode und einer Kathode, die durch ein Diaphragma voneinander getrennt sind, wobei das Diaphragma aus einem porösen polymeren Material besteht, das Tetrafluoräthyleneinheiten enthält, dadurch gekennzeichnet, das3 das Material eine Mikrostruktur aufweist, die durch Knoten, welche durch Fibrillen miteinander in Verbindung stehen, charakterisiert ist.
    2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Herstellung von Chlor und Alkalimetallhydroxid durch Elektrolyse einer wässrigen Alkalimetallchloridlösung eingerichtet ist.
    3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid durch Elektrolyse einer Natriumchloridlösung eingerichtet ist.
    1V. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses polymeres Material ein solches enthalten ist, welches gemäss GB-PS 1. 355 373 hergestellt worden ist.
    5. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcli gekennzeichnet, dass das Diaphragma weiter einen nicht-entfernbaren Füllstoff enthält, der gegenüber den
    Flüssigkeiten in der Zelle chemisch beständig ist.
    6. Zelle nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare .Füllstoff' mit Tetrafluoräthylcnpolymerpaste vor der Herstellung des porösen polymeren I-iaterials des Diaphragmas gemischt worden ist.
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    ■?. Zelle nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbere Füllstoff bei einer Stufe im Anschluss an die Herstellung des porösen polymeren Materials des Diaphragmas eingearbeitet worden ist.
    8. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff durch Eintauchen des porösen polymeren Materials des Diaphragmas in eine Sus-
    • pension des Füllstoffs in einer Flüssigkeit einverleibt worden ist.
    9. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff durch Imprägnieren des porösen polymeren Materials des Diaphragmas mit einem hydrolysierbaren Vorläufer des Füllstoffs und anschliessendes Hydrolysieren des Vorläufers durch die Einwirkung von Wasser oder einer alkalischen Lösung einverleibt worden ist.
    10. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorläufer aus Titantetrachlorid, Tetrabutyltitanat oder Zirkoniunoxychlorid besteht.
    11. Zelle nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff aus einem anorganischen Oxid besteht.
    12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff aus Titandioxid oder Zirkoniumoxid besteht.
    13. Diaphragma, das sich für die Verwendung in einer elektrochemischen Zelle eignet, welches aus einem porösen polymeren Material besteht, das Tetrafluoräthyleneinheiten
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    enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Likrostruktur aufweist, die durch Knoten, welche durch !Fibrillen miteinander verbunden sind, charakterisiert ist, und dass es weiterhin einen nicht-entfernbaren Füllstoff enthält, der gegenüber den Flüssigkeiten in der Zeile chemisch beständig ist und in das poröse polymere Material zu einer Stufe im Anschluss an die Herstellung des polymcren Materials einverleibt worden ist.
    14-, Diaphragma nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff durch Eintauchen des porösen polymeren Materials in eine Suspension des Füllstoffs in einer Flüssigkeit einverleibt worden ist.
    15. Diaphragma nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff durch Eintauchen des porösen polymeren Materials in einen hydrolysierbaren Vorläufer des Füllstoffs und anschliessendes Hydrolysieren des Vorläufers mit Wasser oder einer alkalischen Lösung einverleibt worden ist.
    16. Diaphragma nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorläufer aus Titantetrachlorid, Tetrabutyltitenet oder Zirkoniumoxychlorid besteht.
    17. Diephragma nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch! gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff aus einem anorganischen Oxid besteht.
    18. Diaphragma nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-entfernbare Füllstoff aus Titandioxid oder Zirkoniumoxid besteht.
    MTWiTANWXlTB Bt-INO H FIN"'·?1" Dl<" -IMG H BOHI
    509849/0785
DE19752523278 1974-05-24 1975-05-26 Elektrochemische zelle Granted DE2523278A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2331674 1974-05-24
GB23275/74A GB1503915A (en) 1974-05-24 1974-05-24 Electrolytic process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2523278A1 true DE2523278A1 (de) 1975-12-04
DE2523278C2 DE2523278C2 (de) 1989-02-23

Family

ID=26256426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752523278 Granted DE2523278A1 (de) 1974-05-24 1975-05-26 Elektrochemische zelle

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Country Link
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JP (1) JPS511373A (de)
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CA (1) CA1065276A (de)
CH (1) CH611940A5 (de)
DE (1) DE2523278A1 (de)
ES (1) ES437897A1 (de)
FI (1) FI751494A (de)
FR (1) FR2272195B1 (de)
IN (1) IN143571B (de)
IT (1) IT1038447B (de)
NL (1) NL7506081A (de)
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SU (1) SU670207A3 (de)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52127479A (en) * 1976-04-20 1977-10-26 Agency Of Ind Science & Technol Chemical resistant diaphragm and its preparation
US4196070A (en) * 1977-12-12 1980-04-01 Nuclepore Corporation Method for forming microporous fluorocarbon polymer sheet and product
US4224130A (en) * 1978-02-13 1980-09-23 The Dow Chemical Company Electrolytic diaphragm cell
US4170537A (en) * 1978-10-20 1979-10-09 Ppg Industries, Inc. Method of preparing a diaphragm having a gel of a hydrous oxide of zirconium in a porous matrix
US4170539A (en) * 1978-10-20 1979-10-09 Ppg Industries, Inc. Diaphragm having zirconium oxide and a hydrophilic fluorocarbon resin in a hydrophobic matrix
US4170538A (en) * 1978-10-20 1979-10-09 Ppg Industries, Inc. Diaphragm having zirconium and magnesium compounds in a porous matrix
NL7907632A (nl) * 1978-10-20 1980-04-22 Ppg Industries Inc Diafragma met zirconium- en magnesiumverbindingen in een poreuze matrix.
JPS55146535A (en) * 1979-05-02 1980-11-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Information input system
US4216073A (en) * 1979-05-29 1980-08-05 Ionics Inc. Ion exchange resin containing activated carbon
US4253935A (en) * 1979-09-19 1981-03-03 Ppg Industries, Inc. Method of preparing a diaphragm having a gel of a hydrous oxide or zirconium in a porous matrix
US4252878A (en) * 1980-03-03 1981-02-24 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Processes of wetting hydrophobic fluoropolymer separators
JPS57196344A (en) * 1981-05-27 1982-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Document producing device
DE3370834D1 (en) * 1982-06-09 1987-05-14 Ici Plc Porous diaphragm for electrolytic cell
US4556618A (en) * 1983-12-01 1985-12-03 Allied Corporation Battery electrode and method of making
US4610764A (en) * 1984-02-07 1986-09-09 Asahi Glass Company Ltd. Electrolytic cation exchange membrane
LU85723A1 (fr) * 1985-01-07 1986-02-12 Euratom Film separateur pour un electrolyseur alcalin et procedi pour de fabrication
US5868915A (en) * 1996-09-23 1999-02-09 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus and method
US6284124B1 (en) 1999-01-29 2001-09-04 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus and method
GB0016846D0 (en) * 2000-07-10 2000-08-30 United States Filter Corp Electrodeionisation Apparatus
US7147785B2 (en) * 2000-09-28 2006-12-12 Usfilter Corporation Electrodeionization device and methods of use
US6607647B2 (en) 2001-04-25 2003-08-19 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus with expanded conductive mesh electrode and method
US6649037B2 (en) 2001-05-29 2003-11-18 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus and method
CN1568220B (zh) 2001-10-15 2010-06-09 美国过滤公司 流体净化设备及其制造方法和用途
US7501061B2 (en) * 2002-10-23 2009-03-10 Siemens Water Technologies Holding Corp. Production of water for injection using reverse osmosis
US7846340B2 (en) * 2003-11-13 2010-12-07 Siemens Water Technologies Corp. Water treatment system and method
US7563351B2 (en) * 2003-11-13 2009-07-21 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7083733B2 (en) 2003-11-13 2006-08-01 Usfilter Corporation Water treatment system and method
US20050103717A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 United States Filter Corporation Water treatment system and method
US7582198B2 (en) * 2003-11-13 2009-09-01 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7862700B2 (en) * 2003-11-13 2011-01-04 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US8377279B2 (en) 2003-11-13 2013-02-19 Siemens Industry, Inc. Water treatment system and method
US7604725B2 (en) * 2003-11-13 2009-10-20 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7329358B2 (en) * 2004-05-27 2008-02-12 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment process
US20060231406A1 (en) * 2005-04-13 2006-10-19 Usfilter Corporation Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses
US7658828B2 (en) * 2005-04-13 2010-02-09 Siemens Water Technologies Holding Corp. Regeneration of adsorption media within electrical purification apparatuses
EP1885655B1 (de) 2005-06-01 2014-12-17 Evoqua Water Technologies LLC Wasseraufbereitung durch intermittierende desinfektion
US10252923B2 (en) 2006-06-13 2019-04-09 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US10213744B2 (en) 2006-06-13 2019-02-26 Evoqua Water Technologies Llc Method and system for water treatment
US8114259B2 (en) * 2006-06-13 2012-02-14 Siemens Industry, Inc. Method and system for providing potable water
US8277627B2 (en) 2006-06-13 2012-10-02 Siemens Industry, Inc. Method and system for irrigation
US20080067069A1 (en) 2006-06-22 2008-03-20 Siemens Water Technologies Corp. Low scale potential water treatment
US7820024B2 (en) * 2006-06-23 2010-10-26 Siemens Water Technologies Corp. Electrically-driven separation apparatus
US7744760B2 (en) * 2006-09-20 2010-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Method and apparatus for desalination
US8585882B2 (en) 2007-11-30 2013-11-19 Siemens Water Technologies Llc Systems and methods for water treatment
MX2010010844A (es) * 2008-04-03 2010-11-01 Siemens Water Tech Corp Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar.
CA3238869A1 (en) 2016-05-03 2017-11-09 Twelve Benefit Corporation Reactor with advanced architecture for the electrochemical reaction of co2, co, and other chemical compounds
AU2018321819B2 (en) 2017-08-21 2024-04-04 Evoqua Water Technologies Llc Treatment of saline water for agricultural and potable use
JP7364313B2 (ja) 2018-01-22 2023-10-18 トゥエルブ ベネフィット コーポレーション 二酸化炭素リアクタ制御のための方法
JP7468975B2 (ja) 2018-11-28 2024-04-16 トゥエルブ ベネフィット コーポレーション 電解槽および使用方法
CN115380132A (zh) 2019-11-25 2022-11-22 十二益公司 用于COx还原的膜电极组件
EP4232196A1 (de) 2020-10-20 2023-08-30 Twelve Benefit Corporation Halb-interpenetrierende und vernetzte polymere und membranen daraus
WO2024035474A1 (en) 2022-08-12 2024-02-15 Twelve Benefit Corporation Acetic acid production

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1081046A (en) * 1965-08-31 1967-08-31 Ici Ltd Manufacture of porous diaphragms
DE2139646A1 (de) * 1970-08-13 1972-02-17 Yussa Battery Co Ltd Scheidewand und Verfahren zur Herstel lung derselben
GB1355373A (en) * 1970-05-21 1974-06-05 Gore & Ass Porous materials derived from tetrafluoroethylene and process for their production

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA674906A (en) * 1963-11-26 W. Carlin William Cell with polymer-impregnated asbestos diaphragm
DE1941847A1 (de) * 1968-12-31 1970-07-23 Bitterfeld Chemie Verfahren zur Elektrolyse von Salzloesungen in Zellen mit Diaphragma
US3694281A (en) * 1969-04-28 1972-09-26 Pullman Inc Process for forming a diaphragm for use in an electrolytic cell
US3723264A (en) * 1969-04-28 1973-03-27 Pullman Inc Electrochemical oxidation of olefinic compounds
US3853721A (en) * 1971-09-09 1974-12-10 Ppg Industries Inc Process for electrolysing brine
US3853720A (en) * 1972-10-24 1974-12-10 Ppg Industries Inc Electrolysis of brine using permeable membranes comprising fluorocarbon copolymers
ZA74315B (en) * 1973-01-17 1975-03-26 Diamond Shamrock Corp Dimensionally stable asbestos diaphragms

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1081046A (en) * 1965-08-31 1967-08-31 Ici Ltd Manufacture of porous diaphragms
GB1355373A (en) * 1970-05-21 1974-06-05 Gore & Ass Porous materials derived from tetrafluoroethylene and process for their production
DE2139646A1 (de) * 1970-08-13 1972-02-17 Yussa Battery Co Ltd Scheidewand und Verfahren zur Herstel lung derselben

Also Published As

Publication number Publication date
IT1038447B (it) 1979-11-20
FR2272195A1 (de) 1975-12-19
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CA1065276A (en) 1979-10-30
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NO150211C (no) 1984-09-05
ES437897A1 (es) 1977-04-01
US4089758A (en) 1978-05-16
BR7503241A (pt) 1976-04-27
FI751494A (de) 1975-11-25
NL7506081A (nl) 1975-11-26
SU670207A3 (ru) 1979-06-25
AU8142475A (en) 1976-11-25
CH611940A5 (de) 1979-06-29

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