×
09.05.2019
219.017.4b32

БИПОЛЯРНАЯ МЕМБРАНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к биполярной мембране, которая может быть использована в гидрометаллургии и способу ее получения. Биполярную мембрану получают путем совместного горячего прессования и одновременного армирования синтетической тканью монополярных сульфокатионитовой мембраны на основе макропористого сульфокатионита с высокоразвитой поверхностью и значением удельной поверхности, равной 10 м/г, и мембраны на основе бензилтриметиламмониевого анионита, при этом обе мембраны изготовлены с использованием полиэтилена низкого давления. Изобретение позволяет улучшить электромеханические свойства мембраны. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к изготовлению ионообменных мембран, которые могут быть использованы для корректировки рН, разложения солевых систем на кислоту и щелочь методом электродиализа т.д.

Известна высокопрочная биполярная мембрана (пат. №602544, Япония, МКИ C 08 J 5/22, В 01 D 61/46, 71/28), которая имеет низкое напряжение при разложении воды, высокую адгезию анионообменного слоя к катионообменному слою, обладает стойкостью к химическим реагентам и применяется при разложении нейтральных солей с образованием кислот и щелочей. Биполярная мембрана содержит катионообменную мембрану и анионообменник с полиаминной мостиковой структурой, включающей матрицу из стирольного блоксополимера без насыщенных связей в главной цепи, и полимера с низкой молекулярной массой, в который вводили анионообменные группы. Однако технология изготовления таких мембран довольно сложна.

Известна также биполярная мембрана, полученная путем совместного горячего прессования и одновременного армирования монополярных катионообменной и анионообменной мембран (Ионитовые мембраны. Грануляты. Порошки: каталог НИИТЭХИМ. - М.: 1977, 15 с.). Биполярная мембрана марки МБ-3, изготовленная указанным способом на основе среднекислотного фосфоновокислого катионита и сильноосновного бензилтриметиламмониевого анионита, имеет высокую эффективность при применении в процессах электродиализа, в частности, при разложении солевых систем на кислоту и щелочь. Однако технология получения среднекислотного фосфоновокислого катионита чрезвычайно сложна, вследствие чего получаемый катионит является весьма дорогостоящим продуктом, а потому монополярные мембраны, изготовленные на его основе имеют очень высокую себестоимость, так как содержание катионита в мембране доходит до 70% от веса мембраны. Соответственно, высокая себестоимость биполярных мембран на его основе значительно снижает рентабельность процесса разложения солевых систем методом электродиализа.

Наиболее близкой к заявляемой является биполярная мембрана марки МБ-2, полученная путем совместного горячего прессования и одновременного армирования монополярных катионообменной и анионообменной мембраны. (Ионитовые мембраны. Грануляты. Порошки: каталог НИИТЭХИМ. - М.: 1977, 15 с.). Биполярную мембрану марки МБ-2 изготавливают на основе сульфокатионита гелевого типа КУ-2 и бензилтриметиламмониевого анионита гелевого типа АБ-17. Применение их в электродиализных процессах разложения солевых систем на кислоту и щелочь нецелесообразно ввиду низкой рентабельности процесса, высокой величины падения напряжения на ячейке и, как следствие, высокого расхода электроэнергии.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение электрохимических свойств мембран, то есть повышение рентабельности процесса разложения солевых систем на кислоту и щелочь методом электродиализа, а также расширение ассортимента биполярных мембран.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой биполярной мембране, полученной путем совместного горячего прессования и одновременного армирования монополярных сульфокатионитовой мембраны и мембраны на основе бензилтриметиламмониевого анионита, сульфокатионитовую мембрану изготавливают на основе макропористого сульфокатионита с высокоразвитой поверхностью. Мембраны получают на основе полиэтилена низкого давления. Макропористый сульфокатионит используют со значением удельной поверхности, равной 10 м2/г.

При использовании сульфокатионита с удельной поверхностью менее 10 м2/г биполярные мембраны имеют высокий потенциал диссоциации воды, что приводит к повышенным энергетическим расходам в процессе электродиализа.

Повышение удельной поверхности более 10 м2/г приводит к снижению селективности биполярных мембран и их прочности.

Предлагаемая биполярная мембрана может быть получена любого размера и толщины, для ее приготовления используются дешевые и доступные промышленные иониты.

Пример.

Изготавливали на горячих вальцах катионообменную мембрану из полиэтилена низкого давления и макропористого сульфокатионита марки КУ-23 (удельная поверхность 10 м2/г) и анионообменную мембрану на основе полиэтилена низкого давления марки 21008-075 и бензилтриметиламмониевого анионита AM. Вальцованные катионообменную и анионообменную мембраны подвергали затем совместному горячему прессованию и одновременному армированию синтетической тканью. В качестве синтетической ткани применяли полиамидную ткань. Прессование мембран производили при температуре плавления полиэтилена.

Изготовленную биполярную мембрану тестировали в процессе регенерации гидроксида натрия и серной кислоты путем разложения раствора сернокислого натрия, содержащих около 40 г/дм3 сульфата натрия.

Электродиализ осуществляли при плотности тока 100 А/м2. Для сравнения в этих же условиях испытывали биполярную мембрану по прототипу.

Сравнительные свойства биполярных мембран представлены в таблице.

Таблица.
Наименование показателейПредлагаемые мембраны на основе макропористого сульфокатионита с высокоразвитой поверхностью и бензилтриметиламмониевого анионитаМембраны по прототипу на основе сульфокатионита гелевого типа и бензилтриметиламмониевого анионита.
Удельное электросопротивление в растворе NaCl конц. 0,6 моль/дм3200-300250-300
Выход по току, %
серной кислоты
гидроксида натрия

33,7
81,2
не представлялось возможным замерить из-за очень высокого напряжения на мембране
Падение напряжения на ячейке, В8,9>47,0

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что по своим эксплуатационным характеристикам предлагаемые биполярные мембраны значительно превосходят биполярные мембраны по прототипу.

Биполярнаямембрана,полученнаяпутемсовместногогорячегопрессованияиодновременногоармированиясинтетическойтканьюмонополярныхсульфокатионитовоймембраныимембранынаосновебензилтриметиламмониевогоанионита,отличающаясятем,чтообемембраныизготовленысиспользованиемполиэтиленанизкогодавления,асульфокатионитоваямембранаизготовленанаосновемакропористогосульфокатионитасвысокоразвитойповерхностьюизначениемудельнойповерхности,равной10м/г.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-2 of 2 items.
11.03.2019
№219.016.d69a

Способ получения композиционных материалов

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству керамикометаллических композиционных материалов. Может использоваться при изготовлении защитных экранов от ионизирующего излучения и несущих каркасов в контейнерах для транспортировки и хранения облученного ядерного топлива и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288964
Дата охранного документа: 10.12.2006
29.06.2019
№219.017.9ea7

Способ получения уранового концентрата

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано в технологии получения урановых концентратов. Способ получения уранового концентрата из десорбата, образующегося при десорбции урана с насыщенного анионита подкисленными растворами солей аммония, включает обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002323037
Дата охранного документа: 27.04.2008
Showing 1-10 of 14 items.
20.02.2019
№219.016.c034

Способ автоматической сортировки грунтов, зараженных радиоактивными нуклидами, и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обращения твердых радиоактивных отходов. Способ автоматической сортировки грунтов, зараженных радионуклидами, заключается в том, что мелкие классы грунта крупностью менее 20-30 мм подают на ленту сепаратора в виде сплошного потока, который проходит вместе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339463
Дата охранного документа: 27.11.2008
23.02.2019
№219.016.c75f

Способ получения фторбериллата аммония

Изобретение может быть использовано для получения фторбериллата аммония в производстве фторида бериллия. Способ получения фторбериллата аммония включает воздействие на бериллийсодержащее сырье водным раствором бифторида аммония при мольном отношении фтора к бериллию, равном 10÷15, и рН 7,5÷9,0...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002310605
Дата охранного документа: 20.11.2007
11.03.2019
№219.016.d69a

Способ получения композиционных материалов

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству керамикометаллических композиционных материалов. Может использоваться при изготовлении защитных экранов от ионизирующего излучения и несущих каркасов в контейнерах для транспортировки и хранения облученного ядерного топлива и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288964
Дата охранного документа: 10.12.2006
10.04.2019
№219.017.05ed

Способ получения фторидов металлов

Изобретение относится к нанотехнологии по разработке оптически прозрачной нанокерамики на основе простых и сложных фторидов. Изобретение касается способа получения фторидов металлов, заключающегося во взаимодействии газообразного фтористого водорода с соединениями щелочных, щелочноземельных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002328448
Дата охранного документа: 10.07.2008
19.04.2019
№219.017.3188

Способ извлечения урана из сорбента фторида натрия

Изобретение может быть использовано при переработке отходов, содержащих фториды урана. Сорбент фторид натрия, содержащий уран (V), обрабатывают парами воды при температуре 100-250°С. Затем извлекают уран фторированием при температуре не выше 400°С. Изобретение позволяет снизить расход фтора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002422366
Дата охранного документа: 27.06.2011
29.04.2019
№219.017.4269

Способ растворения диоксида урана

Изобретение относится к способам переработки материалов, содержащих диоксид урана, и может быть использовано для извлечения урана из отработанного ядерного топлива, а также отходов металлургических и механических операций производства изделий из диоксида урана. Способ растворения диоксида урана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339100
Дата охранного документа: 20.11.2008
29.04.2019
№219.017.42af

Способ получения металлов

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электролитическому получению металлов из их сульфидов. Электролиз ведут с использованием раствора электролита и положительного электрода, содержащего сульфид получаемого металла, порошок вещества, являющегося акцептором атомов серы, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307202
Дата охранного документа: 27.09.2007
29.04.2019
№219.017.4509

Способ концентрирования урана из разбавленных растворов

Изобретение может быть использовано при извлечении урана из бедных по урану растворов, содержащих также макро- и микропримеси. Осуществляют сорбцию урана анионитами, отмывку анионита от примесей, донасыщение анионита ураном путем контакта его с частью уранового десорбата, десорбцию урана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002404126
Дата охранного документа: 20.11.2010
09.05.2019
№219.017.4c77

Способ получения гетерогенных ионообменных мембран

Изобретение относится к технологии получения армированных мембран и может быть применено в химической промышленности - в процессе электродиализа и электролиза. Согласно способу получения гетерогенной ионообменной мембраны получают пленку путем вальцевания смеси ионита и полимерного связующего -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002314322
Дата охранного документа: 10.01.2008
29.05.2019
№219.017.664c

Пиридиниевый ионит для сорбции урана из растворов и пульп

Настоящее изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана. Описан пиридиниевый ионит на основе сополимера стирола и дивинилбензола для сорбции урана из растворов и пульп, отличающийся тем, что в состав исходной полимерной матрицы ионита дополнительно вводят метакриловую кислоту в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002385885
Дата охранного документа: 10.04.2010
+ добавить свой РИД