Результат интеллектуальной деятельности: Способ электрохимического получения раствора гипохлоритов магния и меди

Изобретение относится к области получения мицеллированных растворов и может быть использовано в технологиях изготовления коллоидных наноструктурированных растворов в химической промышленности.

Известен способ электрохимического получения раствора гипохлоритов магния и меди, включающий электролиз водного раствора хлоридов магния, полученных растворением природного бишофита MgCl₂ 4Н₂О, в непроточном электролизере процесс ведется без разделения диафрагмой медными электродами, на которые подают электрический ток напряжением 3-5 В, при температуре электролита 20-25°С, при этом на медные электроды подают импульсный ток средней плотности 0,5-1,0 А/дм², частотой 100-200 Гц, скважностью 2-4, при концентрации электролита 5-10% и рН 8-9, и электролиз осуществляют в течение 0,25-0,5 ч.

Недостатком этого способа является отсутствие данных о влиянии потенциала аноднорастворяемого металла (меди) на концентрационные характеристики получаемых ионов т.к. процесс анодного растворения контролируется величинами плотности и частотой используемого тока.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качественных характеристик по ионному составу получаемых наноструктурируемых мицеллярных растворов с определенным размером коллоидных (10-120 нм) частиц посредством электролиза.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем. В непроточном бездиафрагменном электролизере при температуре электролита 20-25°С на медные электроды подают электрический ток напряжением 0,45-0,6 В. Отличием является то, что при величине подаваемого на медные электроды импульсного тока 0,75-1,25 А/дм², частотой 100-200 Гц, скважностью 2-4, при концентрации электролита 10-20% и рН 8-9, с выходом по току 61-94%, электролиз осуществляют в течение 0,25-0,5 часов с добавлением в процессе электролиза метиленового голубого (C₁₆H₁₈ClN₃S) с концентрации его от 0,1-0,01 г/л, что способствует образованию катиона меди в степени окисления +1, стабилизируя образующейся мицеллы с ионом меди в качестве ее ядра.

Способ осуществляется следующим образом.

Заявленный способ может быть реализован в электролизере с неразделенными анодным и катодным пространствами с медным анодом в растворе хлорида магния (MgCl₂ 4Н₂О) с концентрацией раствора 10-20% и рН 8-9. Электролизер подключен к источнику постоянного тока через устройство для задания величины и поддержания потенциала анода в диапазоне 0,45-0,6 В. Электролиз проводится в растворе бишофита с добавкой метиленового голубого (C₁₆H₁₈ClN₃S) с концентрации его от 0,1-0,01 г/л. Примеры конкретного исполнения представлены в таблице, где показано влияние потенциала анода на величину размеров (дисперсности) получаемых коллоидных частиц, содержащих в составе ядра мицеллы ионы меди.

Наиболее приемлемый режим - поддержание потенциала в пределах 0,40-0,45 В. В этом случае возможно получение мицеллярных систем в диапазоне наноструктур. Укрупнение частиц, не меняя состава раствора и условий проведения процесса, возможно изменением (увеличением) значения потенциала.

Использование процесса электролиза при контролируемом значении потенциала (таблица 1) позволяет получать коллоидные частицы с определенными значениями размеров частиц.

Технический результат достигается изменением значения задаваемого анодного потенциала с введением метиленового голубого в процессе электролиза для уменьшения поляризационных ограничений электрохимического растворения медного анода за счет деполяризующего действия молекул метиленового голубого, участвующих в снижении энергозатрат в протекающих электрохимических реакциях на поверхности медного анода. В результате повышается выход анионов меди на 15-20%.